張雪,王旭輝,劉建軍,田蕓溪,呼海濤,田倩倩
(1. 西北農(nóng)林科技大學風景園林藝術學院,陜西 楊凌 712100;2. 陜西省林業(yè)調查規(guī)劃院,陜西 西安 710082)
森林退化是全球范圍內最緊迫且普遍存在的環(huán)境問題之一[1],近幾十年來,社會經(jīng)濟發(fā)展和森林資源的高強度開發(fā)利用等全球性問題,直接或間接導致了森林的退化[2],這也是生物多樣性持續(xù)喪失的重要原因[3]。統(tǒng)計資料表明,全球森林凈損失為每年339 萬hm2,其中大部分在發(fā)展中國家[4]。中國作為森林面積前十的國家,森林生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)象十分廣泛,表現(xiàn)形式復雜多樣,并且還有進一步退化的趨勢[5]。森林恢復是減緩(減少)森林退化的重要途徑,與人類福祉息息相關[6]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)2020年指出要在2030年前實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標,就必須加強全球退化森林和景觀恢復工作[7]。加強全球退化森林和景觀恢復的前提和基礎,在于如何準確構建退化評估體系,其構建的準確性和科學性直接影響退化林的評估與恢復策略的制定。
國內外學者在退化森林評價及恢復方面已開展了一些工作,大多數(shù)研究注重于森林生態(tài)系統(tǒng)的退化評估及退化林恢復。森林是一種復雜生態(tài)系統(tǒng),鑒于森林退化評估的實用性及可操作性,眾多學者都采用實地調查、遙感監(jiān)測的方法,例如Duarte等[8]提出了一種利用陸地衛(wèi)星時間序列監(jiān)測退化的方法,并通過該方法研究了多米尼加共和國的松林地區(qū)退化情況,最后證實了遙感監(jiān)測森林退化的有效性。Bahamondez等[9]提出了一種可以從生產(chǎn)力角度定量地評估森林退化的方法,并以智利的生產(chǎn)林為例對該方法進行了說明,其結果表明,以林分生長衡量的森林生產(chǎn)力可以用來建立一個閾值,用于通知管理層以作出應對[9]。Thompsont 等[10]通過評估森林生產(chǎn)力、生物多樣性、異常干擾、保護功能和碳儲存5項標準,并通過遙感獲取這些指標,最終確定森林退化的類型和程度 。而Sasaki等[11]從停止導致退化的原因開始,讓森林自行再生,通過積極管理退化地區(qū)的自然再生來加快樹木的再生和生長,結果表明采用適當?shù)募夹g進行森林恢復比傳統(tǒng)種植更有效益。王云霖[12]從景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務以及病蟲害風險等方面對大灣區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)進行評估分析,識別主要生態(tài)退化空間并提出生態(tài)修復對策建議。不同的學者和國際組織由于對森林管理的目的不同對評價退化森林生態(tài)系統(tǒng)選取的指標和標準也不盡相同,雖然其對退化概念理解存在差異,但基本內涵一致:即森林生產(chǎn)力和生態(tài)服務功能的逆向改變[13]。縱觀國內外學者對森林退化評估及修復的研究,發(fā)現(xiàn)當前研究對風景名勝區(qū)這一特殊景觀屬性的森林退化評估及修復未有涉及,如何更有針對性地開展風景區(qū)內植物群落優(yōu)化工作,需要清楚地判斷森林退化情況,結合風景名勝區(qū)不同的功能分區(qū),用鄉(xiāng)土植物和宮脅法修復具有重要的理論和實踐意義。
發(fā)生學基于對某個過程的認知,通過構建發(fā)生模型將過程要素與發(fā)生過程中主要的、本質的、必然的要素相聯(lián)系,通過調控發(fā)生要素實現(xiàn)預期結果發(fā)生的預判。本研究基于發(fā)生學理論構建“群落演替發(fā)生模型”,對南湖馬尾松群落運用退化程度、退化趨勢、退化格局三維評估體系進行評價。從退化程度來講,退化的生產(chǎn)力程度在生態(tài)管理的情況下難以評估,但可以在林分或景觀水平上通過森林中數(shù)量、密度或大小等級分布隨時間或距離某一確定點的距離的順序減少來識別日益增長的種群退化[11]。從退化趨勢來講,退化林造成的原因包括自然因素與人為因素,其中導致森林退化的主要原因是人為因素[13],開展退化趨勢研究對森林造成強烈干擾的人類活動影響下,有益于識別森林退化的趨勢變化。使用土地覆被變化圖可以直觀地觀察到風景區(qū)土地覆被時空趨勢變化情況。從退化格局來看,南湖風景區(qū)位于巴山北麓邊緣的淺山丘陵地帶,歷經(jīng)飛播造林時期以及景區(qū)初代建設時期,并將在之后繼續(xù)承擔區(qū)域生態(tài)生物多樣性支持的主要載體[14],開展森林景觀格局研究有益于識別區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)功能與結構及其相互作用過程,對指導森林資源保護、綜合服務功能提升意義重大[15]。構建DTP 退化評估體系,并運用此體系研究南湖風景名勝區(qū)植物群落退化狀態(tài),科學、有效地提出植物退化和景觀恢復對策建議,對此類植物群落退化識別和景觀恢復具有理論和實踐意義。
漢中南湖風景名勝區(qū)位于陜西省漢中市南鄭區(qū)青樹鎮(zhèn)西北側(圖1),北依秦嶺,南鄰巴山,風景區(qū)所在區(qū)域屬于大巴山低山丘陵的一部分,海拔除大漢山主峰超過1 400 m 外,其余多在600~1 000 m,相對高度為100~500 m 。南鄭氣候屬北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)、受地形影響,氣溫、降水垂直差異顯著。平川丘陵北亞熱帶濕潤氣候區(qū),包括海拔800 m 以下的地區(qū),極端最低氣溫-10~-6 ℃,極端最高氣溫36~37 ℃;年降水量 900~1 100 mm。山地暖溫帶常濕氣候區(qū),包括800~1 400 m 的淺山地區(qū)。年平均氣溫在9.7~13.3 ℃;極端最低氣溫在-15~-11 ℃,降水量1 300~1 500 mm。南鄭區(qū)土壤以黃棕壤類為主,占82.4%,其次是水稻土,占15.7%。棕壤、淤土、潮土分別占1.04%、0.5%、0.3%。
圖1 研究區(qū)地理位置Figure 1 Geographical location of the study area
本研究綜合考慮漢中市云量、沙塵暴等天氣情況及植被生長季節(jié)性差距等影響,選取2000 年7 月30日、2010年5月23日、2020 年6月3日3個不同時期植被茂盛,云量0~10%、影像質量良好、無異常的Landsat(5/7/8)系列衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)(分辨率:30 m),數(shù)據(jù)于美國地質勘探局(United States Geological Survey,簡稱USGS)官網(wǎng)獲得。2000~2020 年地表覆被數(shù)據(jù)、南湖風景區(qū)行政邊界圖等遙感及矢量數(shù)據(jù)從中國科學院網(wǎng)絡信息中心地理空間數(shù)據(jù)云30 m×30 mDEM數(shù)據(jù)、30 m全球地表覆蓋數(shù)據(jù)GlobeLand 30 數(shù)據(jù)集從陜西省林業(yè)調查規(guī)劃院森林資源二類調查數(shù)據(jù)獲得,其余資料來源于實地調查資料和大量文獻資料。
1.3.1 發(fā)生學方法框架 發(fā)生學方法主要特征是:把研究對象作為發(fā)展的過程進行動態(tài)考察;有分析地注重考察歷史過程中主要的、本質的、必然因素[16]。本研究借鑒“發(fā)生學”視角與研究方法,首先,將風景區(qū)植物群落演替的發(fā)生發(fā)展認定為一個動態(tài)的結構,從植物群落的原型出發(fā),通過對原型的抽象、簡化、類比等方法,將其退化的特征抽象出來構建為退化評估體系,確定、闡釋其構成,以此修正、回饋群落演替的發(fā)生發(fā)展。其次,森林群落結構是隨著時間的發(fā)展而發(fā)生動態(tài)變化的。通過結合不同功能分區(qū)退化情況,可通過針對性恢復措施使其實現(xiàn)自然更新,生物多樣性顯著升高,形成風景名勝區(qū)鄉(xiāng)土天然林,滿足風景名勝區(qū)發(fā)展需求,最終以“回溯”的方式實現(xiàn)歷史與邏輯的統(tǒng)一(圖2)。
圖2 植物群落發(fā)生學模型Figure 2 Plant coenogenetic model
1.3.2 退化評估體系構建 森林退化的表現(xiàn)為森林面積減少、結構喪失、質量降低、功能下降[13]。本研究基于退化林的基本內涵,結合南湖風景區(qū)發(fā)展需求及南湖數(shù)據(jù)獲取,遵循評價體系五大原則[16-18],采用遙感判讀與現(xiàn)地調查相結合的方法,構建包含退化程度(degree)、退化趨勢(trend)、退化格局(pattern)的DTP 三維評價體系(表1),表明南湖植物群落退化情況。
表1 DTP退化評估體系研究方法一覽表Table 1 List of research methods for DTP degradation assessment system
1.3.2.1 退化程度
1)NDVI計算 利用ENVI5.3對Landsat遙感數(shù)據(jù)進行輻射定標、大氣校正等預處理后,計算NDVI(歸一化植被指數(shù))。計算公式如下:
式中:NIR為Landsat5、7、8遙感影像的近紅外波段值(Landsat5/7 為Band 4,Landsat8 為Band 5);R為Landsat5、7、8 遙感影像的紅外波段值(Landsat5/7為Band 3,Landsat8為Band 4)[20]。
2) 像元二分模型 利用NDVI與FVC(植被覆蓋度)兩者之間的線性關系,通過創(chuàng)建轉換關系,建模提取區(qū)域FVC。其像元二分模型表達公式如下:
范堅強突然打電話給一杭,約他去辦公室談《真相》的創(chuàng)作進度。一杭不太喜歡談論正在寫作的小說,他認為創(chuàng)作是很私密的事情,別人的意見容易造成不必要的干擾,何況,還沒成型的東西,說出去也是對自己的不負責。當然,這一次他準備去,就算范堅強不找他,他也要尋個機會去一趟一風公司。他需要確認,核桃臉記事本上提到的范總是不是范堅強。
式中:NDVIV為代表純植被NDVI像元值,NDVIS為代表裸地或物質被覆蓋NDVI像元值。
按照植被覆蓋估算理論方法分析可知,NDVIS與NDVIV取值為0 與1,但是實際由于干擾因素,其數(shù)值會存在不明的小浮動。以此為依據(jù),選取累計2%為NDVIS,98%為NDVIV。目前為止還沒有統(tǒng)一的植被覆蓋度的分級閾值標準,本文根據(jù)國家《土地利用現(xiàn)狀調查技術規(guī)程》、《草場資源調查技術規(guī)程》、水利部頒布的《土壤侵蝕分類分級標準》和結合研究區(qū)植被長勢獨有的生態(tài)特征,對FVC進行閾值分割處理。其中FVC的閾值分割按照傳統(tǒng)分類方法分為Ⅰ級[0,20%]、Ⅱ級[20%,30%]、Ⅲ級[30%,60%]、Ⅳ級[60%,100%]等 4 個等級,分別代表為裸地或極低(含水域)、低、中、高植被覆蓋[21]。
3) 影像圖差值比較法 為了揭示南湖風景區(qū)不同時期植被覆蓋度空間變化情況,利用影像圖差值比較法來計算南湖風景區(qū)不同時期植被覆蓋變化量(ΔFVCg),差值范圍在[-1,1]。計算公式如下:
式中:ΔFVCg_t2和ΔFVCg_t1分別為南湖風景區(qū)研究時段內不同兩期對應的植被覆蓋等級柵格數(shù)據(jù),變化量劃分為植被覆蓋增加區(qū)(+)、減少區(qū)(-)與不變(0),其中增加區(qū)劃分為極度改善區(qū)(+3),其閾值范圍為(0.66>ΔFVCg>1)、中度改善區(qū)(+2),其閾值范圍為(0.33>ΔFVCg>0.66)、輕度改善區(qū)(+1),其閾值范圍為(0>ΔFVCg>0.33),減小區(qū)劃分為輕度退化區(qū)(-1),其閾值范圍為(0>ΔFVCg>-0.33)、中度退化區(qū)(-2),其閾值范圍為(-0.33>ΔFVCg>-0.66)、極度退化區(qū)(-3),其閾值范圍為(-0.66>ΔFVCg>-1)。
1.3.2.2 退化趨勢
1) 土地覆被變化 30 m 全球地表覆蓋數(shù)據(jù)GlobeLand30 數(shù)據(jù)集包含10 個主要的地表覆蓋類型,其中南湖風景區(qū)包含耕地、林地、草地、水體4類。以2020 年土地覆被圖為基礎,結合天地圖、BIGEMAP、實地調研進行對比,得到南湖風景區(qū)土地覆被變化圖。
2) 土地覆被轉移矩陣 土地覆被轉移矩陣可以有效地研究不同時期研究區(qū)內不同覆被時空變化特征,是分析景觀變化的常用方法[22]。
1.3.2.3 退化格局 景觀格局分析方法是指用來研究景觀結構組成特征和空間配置關系的分析方法[23-25]。本研究基于ArcGIS 處理后的南湖風景區(qū)地表覆蓋,利用Fragstants 4.2 景觀格局分析軟件對整體景觀及各類型在不同時期的斑塊密度、散布與分列指數(shù)等11個景觀評價指數(shù)進行分析。
本文以南湖風景名勝區(qū)森林資源二類調查數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,獲得研究區(qū)內優(yōu)勢樹種為:馬尾松、杉木、櫟類以及其他硬闊樹種等8 類(圖3、表2)。其中馬尾松占絕對優(yōu)勢,其面積占比為89.41%;其他硬闊樹種與櫟類次之,其面積分別占比5.88%、2.9%;其余4類優(yōu)勢種僅占1.81%,這與飛播造林選種有關。馬尾松林為近熟林及成熟林,平均胸徑14.8 cm,郁閉度在0.55~0.8;其余優(yōu)勢種均為幼齡林及中齡林,櫟類和其他硬闊樹種郁閉度分別為0.4~0.6、0.3~0.6。
表2 南湖風景區(qū)優(yōu)勢種情況一覽表Table 2 List of dominant species in Nanhu Scenic Area
圖3 南湖風景區(qū)優(yōu)勢種空間分布Figure 3 Spatial distribution of dominant species in Nanhu Scenic Area
基于NDVI和像元二分模型,利用ENVI 5.3及ArcGIS10.4計算得出南湖風景區(qū)不同3期植被覆蓋度,結合其特有的生長特性,以此為基礎進行像元閾值分割,得到南湖風景區(qū)2000年、2010年、2020年不同3 個時期植被覆蓋度空間格局分布圖(圖4)。從圖4中可以看出,南湖風景區(qū)整體植被以高植被覆蓋類型為主,中、低植被覆蓋以風景游覽區(qū)及風景恢復區(qū)為中心,呈小面積零散式分布,隨時間增長逐步向四周擴散。
圖4 南湖風景區(qū)2000~2020年植被覆蓋度空間不同等級分布圖Figure 4 Spatial distribution of different grades of vegetation coverage in Nanhu Scenic Area from 2000 to 2020
為了進一步揭示南湖風景區(qū)2000~2020年植被覆蓋度動態(tài)變化過程及特征,利用遙感影像差值比較法計算圖像像元DN差值,像元DN差值為正數(shù)表示覆蓋面積增加(+)、為負數(shù)表示覆蓋面積減少(-)、為零表示覆蓋面積不變(0)。
計算結果發(fā)現(xiàn),南湖風景區(qū)3個時期植被覆蓋度退化區(qū)域面積明顯大于改善區(qū)域面積,整體處于變化之中,穩(wěn)定區(qū)域較少,改善區(qū)集中在南湖風景區(qū)風景游覽區(qū)并向四周擴散,其他功能區(qū)內少數(shù)散布。結合圖3 退化區(qū)以高植被覆蓋度為主,改善區(qū)則以中、低植被覆蓋度為主。從不同時段及其不同等級絕對變化程度分析可知(圖5),2000~2020年間植被覆蓋度減少面積明顯大于增加區(qū)域面積,其中輕度退化區(qū)面積最大,遠遠大于輕度改善區(qū);2010 年~2020 年期間植被覆蓋度增加面積上升,其中輕度改善區(qū)以風景游覽區(qū)及風景恢復區(qū)為主呈大面積片狀式增加,同時伴隨出現(xiàn)極度退化區(qū)增加的情況,主要分布在風景恢復區(qū)內;2000~2020 年植被覆蓋面積基本與2000~2010 年區(qū)域一致,明顯可以看到2000~2020 年各功能區(qū)極度退化區(qū)、中度退化區(qū)面積增加??傮w而言,南湖風景區(qū)植被覆蓋退化程度加劇。
圖5 南湖風景區(qū)2000~2020年植被覆蓋度絕對變化量空間分布圖Figure 5 Distribution map of absolute change of vegetation coverage in Nanhu Scenic Area from 2000 to 2020
根據(jù)3 期土地覆被(圖6)運用ArcGIS 經(jīng)重分類、柵格計算得出南湖風景區(qū)耕地、林地、草地及水體的變化圖(圖7)。根據(jù)不同時段變化量來看,南湖風景區(qū)不同土地覆被類型面積總體不變,風景游覽區(qū)變化較大,主要呈現(xiàn)為林地的變化,2個時間段林地的減少量均大于增加量,隨著時間的推移,減少的幅度不斷擴大,這與前期飛播造林及后期建設使用的措施相關。特別保護區(qū)有極少量增加,其余功能區(qū)內各有增減。
圖6 2000~2020三期土地覆被空間分布圖Figure 6 Spatial distribution of land cover in phase iii from 2000 to 2020
圖7 2000~2020年土地覆被變化圖表Figure 7 Chart of land cover change from 2000 to 2020
圖8 南湖風景區(qū)2000~2020年景觀水平指數(shù)變化Figure 8 Change of landscape level index in Nanhu Scenic Area from 2000 to 2020
利用ArcGIS 軟件根據(jù)南湖土地覆被數(shù)據(jù)獲得不同時期各類景觀類型轉移面積與比例(表3~4)。不同時期林地與非林地轉移過程中,2010年較2000年林地轉耕地比耕地轉林地多近1.6%;林地轉水域比水域轉林地少近6.9%,但綜合下來林地總體面積依然是減少的,耕地面積增加,水域面積減少,這與南湖景區(qū)人為干擾有很大的關系。2010~2020 年,林地轉耕地比耕地轉林地多近0.6%;林地轉草地比草地轉林地少34.1%;林地轉水域比水域轉林地多4.9%,其中林地轉水域面積占比最高。2010~2020年較2000~2010 年林地轉非林地轉移面積逐年升高,2010~2020年間林地面積大幅度降低。
表3 2000~2010年土地覆被轉移矩陣Table 3 Land cover transfer matrix from 2000 to 2010
以南湖風景區(qū)2000、2010、2020年3期景觀類型柵格為基礎數(shù)據(jù),利用Fragstats 4.2景觀格局分析軟件從類型水平及景觀水平2個尺度上對森林的景觀格局指數(shù)進行計算。
南湖風景區(qū)景觀水平上的景觀格局指數(shù)如表5所示,可以看出,3期中研究區(qū)的斑塊密度(PD)呈先增加后減少的趨勢;蔓延度指數(shù)(Contag)呈不斷減少的趨勢,研究區(qū)內各類景觀類型的斑塊沒有形成良好的連接,景觀連通性逐漸變差;散布與分列指數(shù)(LJI)、景觀分裂指數(shù)(Division)、分離度指數(shù)(Split)均呈先減后增的趨勢,這表明了南湖風景區(qū)在2000~2010 年,整體格局分布較集中,但在2010~2020年相反,景觀破碎化程度有所增大;香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)先減后增,2000~2010 年減少了0.28,2010~2020增加了0.32;香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)從2000 年的0.82 變?yōu)?010 年的0.75,指數(shù)值減少了0.07,2010~2020 年由0.75 變?yōu)?.85,增加了0.1,其增量為2000~2010 年的1.43倍,表明了景觀格局向著均勻化發(fā)展,各斑塊不存在明顯的優(yōu)勢類型。
表5 景觀水平指數(shù)Table 5 Landscape level index
如圖9所示,從景觀類型水平來看,近20 a南湖風景區(qū)林地斑塊密度(PD)、有效粒度面積(MESH)、景觀形態(tài)指數(shù)(LSI)均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢;林地斑塊2010~2020 年期間受到人為干預,使得形狀趨于簡單。斑塊凝聚度(cohesion)、景觀分裂指數(shù)(division)、分離度指數(shù)(split)、聚合度指數(shù)(AI)呈先降低在增加趨勢;散布與分列指數(shù)(LJI)則連年降低,這表明林地形成優(yōu)勢景觀。
森林退化是一個需要迫切解決的全球環(huán)境問題,要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標,就必須加強全球退化森林和景觀恢復工作。然而一直以來,森林退化有多種定義,解釋各不相同,不僅反映了森林結構之間的差異,還反映了不同認知、目標及價值觀[26],因此如何科學地、準確地進行退化評估將是今后發(fā)展的方向及趨勢。同時,風景名勝區(qū)是具有資源保護和利用的雙重屬性的區(qū)域,在強調資源保護的同時,還需充分發(fā)揮景源的綜合潛力。結合以往文獻,由于某些指標在獲取上有一定的困難,本研究結合風景名勝區(qū)需求,選取了空間屬性上的指標,從退化程度、退化趨勢、退化格局三維全面地反映了風景區(qū)群落退化狀況,但是也存在一些不足。對于南湖風景區(qū)植物群落退化的現(xiàn)狀與存在的問題,我們應在以下幾個方面展開深入研究及探索:1)構建風景區(qū)退化森林評估體系的長期連續(xù)觀測,更為深入地對不同階段退化過程進行長期監(jiān)測、對比;2)通過對發(fā)生模型進行更深入分析,馬尾松面積在南湖占比高達89.41%,占絕對優(yōu)勢。馬尾松適應性強、耐貧瘠與干旱,是我國南方地區(qū)飛播造林的主要樹種[27-29]。陜南地區(qū)夏秋多雨,長期種植會造成林下土壤酸化、肥力下降、生物多樣性降低,水土流失逐年加劇,不利于微生物活動,從而加劇土壤退化速度[30]。整個飛播區(qū)林分稀疏,“遠看綠油油,近看水土流”的現(xiàn)象顯著[31],與南湖“爭4A 景區(qū),強文旅產(chǎn)業(yè)”的發(fā)展目標諸多不協(xié)調,將遙感分析與實地調查相結合,從根本上有針對性的對不同功能分區(qū)馬尾松林進行退化景觀恢復工作迫在眉睫。
本文構建了DTP退化評估體系,運用此體系研究了南湖風景名勝區(qū)植物群落退化狀態(tài),并提出植物退化和景觀恢復對策建議,對此類植物群落退化識別和景觀恢復具有理論和實踐意義。本研究對南湖馬尾松群落運用退化程度、退化趨勢、退化格局三維評估體系進行評價,研究結果表明:1)從退化程度來說,南湖風景區(qū)植被覆蓋退化程度加劇。南湖風景區(qū)整體植被以高植被覆蓋類型為主,中、低植被覆蓋以風景游覽區(qū)及風景恢復區(qū)為中心,呈小面積零散式分布,隨時間增長逐步向四周擴散。3個時期植被覆蓋度退化區(qū)域面積明顯大于改善區(qū)域面積,整體處于變化之中,穩(wěn)定區(qū)域較少,改善區(qū)集中在南湖風景區(qū)風景游覽區(qū)并向四周擴散,其他功能區(qū)內少數(shù)散布;2)從退化趨勢來看,南湖風景區(qū)林地呈現(xiàn)減少趨勢。隨著時間的推移,2000~2010 年、2010~2020 年南湖風景區(qū)林地減少的幅度不斷擴大,這與前期飛播造林及后期建設使用的措施相關。從土地覆被轉移可以看出,2010~2020 年較2000~2010 年林地轉非林地轉移面積逐年升高,2010~2020 年間林地面積大幅度降低;3)從退化格局來看,景觀格局逐年下降,斑塊破碎化嚴重,無法滿足現(xiàn)階段風景名勝區(qū)發(fā)展要求。景觀水平上,近20 a 間蔓延度指數(shù)連續(xù)降低,斑塊密度先增加后減少,散布與分列指數(shù)、景觀分裂指數(shù)、分離度指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)、香農(nóng)均勻度指數(shù)先減少后增加。表明景觀連通性變差,各斑塊之間沒有形成好的連接,中小型斑塊逐漸增加,土地利用豐富,破碎化程度變高且各斑塊類型分布均勻,不存在明顯的優(yōu)勢類型。從類型水平可知,南湖風景區(qū)林地近20 a 間散布與分列指數(shù)連年降低,斑塊密度、有效粒度面積、景觀形態(tài)指數(shù)先增加后降低,斑塊凝聚度、景觀分裂指數(shù)、分離度指數(shù)、聚合度指數(shù)先降低再增加。表明南湖風景區(qū)林地斑塊受到人為干預,形狀趨于簡單化。
結合國內外森林修復相關經(jīng)驗,提出以下建議:
森林演替的本質是森林發(fā)展過程中優(yōu)勢種的變化。為適應風景名勝區(qū)觀賞需求,通過對發(fā)生模型進行更深入分析,通過調控發(fā)生要素實現(xiàn)短期內風景區(qū)的退化林恢復?;谀虾L景名勝區(qū)現(xiàn)狀植物群落退化分布情況,根據(jù)自然演替理論和適度干擾理論,運用宮脅法和間伐調控群落演替主要的、本質的因素,即通過對南湖占比89%以上的優(yōu)勢樹種-馬尾松進行鄉(xiāng)土樹種引進,通過改變其優(yōu)勢種變化,改變南湖植物群落立地條件,以實現(xiàn)風景區(qū)退化林和景觀恢復,促進植物群落林相更新以及植物群落生物多樣性恢復[32-33]。最后,使其實現(xiàn)自然更新,生物多樣性顯著升高,形成風景名勝區(qū)鄉(xiāng)土天然林,在時間與空間維度縮短風景區(qū)森林的自然演替進度,快速形成風景區(qū)生態(tài)本底,進而滿足南湖風景名勝區(qū)的觀賞需要和生態(tài)要求。