全 文 ：第 12卷 第 3期
2 0 0 4年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agriculture
V01．12 No．3
July， 2004
武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应初探
何 东进 洪 伟 “
(福建农林大学林学院 福州 350002)
胡海清 陈炳容 余建安
(东北林业大学 哈尔滨 150040)(武夷山风景名胜区管理委员会 武夷山 354300)
摘 要 对武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应研究结果表明，景观类型空间关系存在尺度效应，
尺度变化对破碎化程度高的景观类型空间关系影响较大，而对破碎化程度低的景观类型空间关系影响较小。研究
景观类型空间关系时其取样尺度不宜太大，武夷山风景名胜区以200m×200m取样尺度最佳。武夷山风景名胜区
景观类型空间关系特征为低海拔高度区呈现出以居民点为中心的由农田、河流等向周围扩散的干扰景观格局，而
中高海拔高度区则呈以近成熟、成过熟林占优势的天然马尾松林为主体的人为干扰较小的天然景观格局。
关键词 武夷山风景名胜区 景观类型 空间关联度指数 尺度效应
A preliminary study on the spatial relationships of landscape types and their scale analyses in the Scenery District of
Wuyi Mountain． Dong-Jin，HONG Wei(Colege of Forestry，Fujian Agricultural and Forestry University，Fuzhou
350002)，HU Hai—Qing(Northeast Forestry University，Harbin 150040)，C N Bing-Rong，YU Jian—An(Adminis—
tration Committee of Wuyishan Scenery District，Wuyishan 354300)，CJEA，2004，12(3)：19-23
Abstract The spatial relationships of landscape types and the~．ale effects in the Scenery District of W Mountain are
analyzed in this paper．The rmults show that the relatiorkships of landscape types are affected by different sampling scales．
The higher the fragmentation degrees of the landscape types are．the greater the effects of sampling wales on their spatial
relationships wil be，while the sampling~．ale effects wil be smaller if the fragmentation degrees of landscape types are
lower；the sampling scale sho uldnot betOOlargeinthe researchof spatial relationshipsoflandscape types．Fo rtheScenery
District of Mt．Wu ，the sampling scale of 200m×200m ig the best；the characteristics of spatial relationships of land—
scape types in the Scenery District show that the landscape pattern in low elevation is controled by the disturbance regime，
which comes from residential area，spreads through farmland and river，and in the middle or high elevation，the landscape
pattern iS controled by the natural PinUS DlaSSOnia彻 forest which is rnainly made of near-ripe and over-ripe forests of
PinU$1T／a,SSO#／／a撇 ．
Key words Wuyishan Scenery District，Landscape type，Spatial correlation index，Scale effect
景观异质性主要指景观内部资源与性状的时空变异程度，由环境要素的时空差异及各种自然和人为干
扰作用的时空不均匀性所产生 ’ ]。景观异质性直接影响资源、物种和人为干扰在景观中的分配与传播，
影响景观的生物多样性和生产力，对景观整体功能及生态过程有重要的控制作用_l 。因此景观异质性研
究通常需在多尺度上进行 ’ ]。有关异质景观类型(或要素)空间关系测度指标的实际应用研究 目前尚少
见报道_l， 。本研究探讨了武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应，为揭示该区景观类型空间
关系特征及确定合理的景观取样尺度提供理论依据。
l 研究区域概况与研究方法
武夷山位于我国福建省西北部，东经 117。24 12 ～118。02 50 ，北纬 27。32 36 ～27。55 15 ，总面积
9，9975万 hm2，包括东部自然与文化景观(即风景名胜区，面积约7000hm2，属低山丘陵地),e部九曲溪生态、
西部生物多样性以及城村闽越王城遗址等4个保护区，平均海拔高度 1200m，为中山地貌，属典型亚热带季风气
候，年均气温 8．5～18℃，年降雨量 1486～2150mm(局部地方高达 3000mm以上)，年蒸发量 1000mm左
*福建省自然科学基金项目(Co31D018)与福建省科技厅重大项目(2001Fo07)共同资助
**通讯作者
收稿日期：2003—09—06 改回日期：2003 10 12
中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
表 1 武夷山风景名胜区l0种景观类型基本特征
Tab．1 The basic cha~-teristics of10types oflaⅨ inthe SceneryDistrict ofMt．Wuyi
右，相对湿度 78％～84％，年无霜
期253～272d，系全球同纬度带最
完整、最典型且面积最大的中亚热
带原生性森林生态系统。
武夷山风景名胜区景观分布图
绘制。本研究以武夷山风景名胜区
1：10000林业基本图为底图，通过野
外实地勘察，并结合 2001年风景区
森林资源调查资料绘制了武夷山风
景区景观分布图。按照景观生态分
类原则与群落生态学原则 ]，将武
夷山风景区划分为 10种景观类型
(见表 1)，即马尾松林、杉木林、经济
林、竹林、阔叶林、茶园、农田、河流、
居住地和裸地。
景观类型空间取样尺度的确定。本研究设计 500mx 500m(1：10000地形图上 5cmX 5cm，其他依此类
推)、400mX400m、300mX 300m和 200mX 200m 4种空间取样尺度，4种取样尺度样方数分别为 1872个、
846个、493个和 328个，将各网格图分别与景观图层叠加获得各尺度每 2类景观要素的二元数据，并列出景
观类型二元列联表。
景观类型空间关联度指数。本研究运用下式计算各尺度每 2类景观类型之间空间关联度指数n (R)：
R ： ———— 三 _——一 ~／(a+b)(C+d)(口+C)(b+d) (1)
式中，a表示全部样方中同时包含2类景观类型样方数，b为仅包含第 1景观类型样方数，C为仅包含第2景
观类型样方数，d为不包含 2类景观类型样方数(下同)；R值介于一1～1之间，R>0为正关联，R<0为负
关联。并用下式对 R值进行显著性检验：
= 譬 (2)
若l l> (1)，说明景观类型空间关联关系显著；若l l< (1)，则景观类型空间关联关系不显著。
景观破碎化指标。本研究选择平均斑块面积(PS)、斑块密度(PD)和破碎度指数(FN)等3个指标作为
测定某景观类型破碎化程度的定量指标，各指标计算公式见文献[6]。
2 结果与分析
2．1 取样尺度效应
运用式(1)分别计算 4种取样尺度各景观类型空间关联度指数，并用式(2)进行显著性检验(见表 2)。
表 2结果表明取样尺度对景观类型空间关系存在影响，不同取样尺度造成景观类型空间关联度数值差异，且
使某些景观类型空间关联程度发生显著变化如杉木林与经济林之间、竹林与阔叶林之间、茶园与农田之间
等，而如何从这些错综复杂的数据中寻找出尺度变化对景观类型空间关系的影响规律以及确定理想取样尺
度对准确分析该区景观类型空间关系乃十分关键。尺度效应系指生态学系统结构、功能及其动态变化在不
同空间和时间尺度上的不同表现 ]，因此尺度效应受景观异质性、景观破碎化程度等方面的影响。对景观连
通性好、不存在破碎化现象或破碎化程度很低的景观类型而言，其空间关系将基本不因尺度变化而发生变
化，而对破碎化程度较高的景观类型而言其尺度变化可能影响其空间关系。运用平均斑块面积、斑块密度与
景观破碎度指数对 10种景观类型进行计算(见表 3)，表 3表明 10种景观类型 3个指标计算结果完全一致，
其破碎化程度均依次为马尾松林<阔叶林<农田<裸地<竹林<河流<杉木林<经济林<茶园<居住地。
结合表 2结果可知对景观破碎度低的马尾松林、阔叶林与农田景观类型其两两之间空间关系不随取样尺度
的变化而发生显著性变化，而对破碎化程度较高的居住地、茶园与经济林其两两之间关系则随尺度的变化而
发生显著性变化。
第 3期 何东进等：武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应初探 21
表 2 4种取样尺度各景观类型空间关联度分析
Tab．2 Spatial correlation analysis among different landscape types under four sampling~ales
杉木林 500x500 —0．1191“
400x400 —0．1507
300×300 —0．1477”
200x200 —0．1318
经济林 50o×50o 一0．2637” 0．0440
400x400 —0．3351 0．0495
300x 300 —0．3047 0．0662
200×200 —0．2389 0．0627
竹 林 500x 500 —0．0132 0．0200 0．1529
400x400 —0．0055 0．0515 0．1271”
300×300 —0．0065 —0 0617 0．0553
200×200 —0．0414 —0．0424 ， 0．0964
阔叶林 500x500 0．0582 0 0707 0．0317 0．0816
400×400 0．0335 0．0946 一0．0288 0．0870
300×300 0．0127 0 0506 —0．0095 0．0667
200×200 0．0205 0．0440 —0．0108 —0．0482
茶 园 500x500 0．0911 —0．0499 0．0125 0．0549 0．1619
400x400 0．0351 0．0504 0．0051 0．0475 0．1526
300x 300 —0．0088 0．0250 0．0608 0．0236 —0．1035
200×200 —0．0378 —0．0055 0．1716 0．0267 —0．0945“
农 田 500x500 —0．1177 0．2022“ 0．1538 0．1424” 0．0301
400x400 —0．3051 0．2169” 0．1729“ 一0．0527 0．0327
3加 ×300 —0 2832 0．1848 0．2082 一0．0606 0．0334
200x200 —0．4669“ 0．1455 0．1979 0．0022 0．0158
河 流 500x 500 —0．2464 一0．0550 0．0566 0．2375“ 一0．0925
400x400 —0．3152 一0．0066 0．0433 0．2175 一0．0437
30o×300 —0．2874 一0．0442 —0．0474 0．1499 一0．0429
2o0x200 —0．2821 0．0224 —0．0303 0．1321 一0．0042
居住地 500x 500 —0．2603 0．0640 0．1483 一0．0207 —0．0002
400x400 —0．2806 0．0043 0．1038“ 0．0636 —0．0011
300x 300 —0．2587 一0．0183 0．0603 0．0155 0．0340
20O×200 —0．1968” 0．0132 0．0622” 0．0299 0．0033
裸 地 500x500 —0．2041 0．0382 0．0059 —0．0681 0．0425
400x400 —0．1380” 0．0584 0．0373 0．0205 0．0159
300x 300 —0．2811 0．0106 0．0016 —0．0132 0．0446
2o0x200 —0．1256” 0．0045 0．0125 —0．0288 0．0206
0．0063
0．0729
0．0893
0．1170“
0．0923
0．0596
0．0715”
0．0389
0．1228
0．0796
0．1009”
0．1023
0．0626
0．0089
0．0384
0．0254
0．1442
0．0176
0．0806
0．0520
0．2222 0 1716
0．1153 0．2669
0．1213 ’ 0．0789
0．0953” 0．0715“
0．0045 0．0805 0．2304
0．0351 0．0375 0．2409”
0．0264 0．0081 0．2764“
0．0271 0．0279 0．2494“
*为关联关系显著；**为关联关系极显著。
尺度对景观异质性、
植被格局等方面的影响研
究已见报道_7 ]，而如何选
择合理取样尺度迄今尚无
统一认识。本研究为选取
较理想尺度分析武夷山风
景名胜区景观类型空间关
系，综合考察不同尺度各
景观类型空间关系显著性
变化程度，而选择了显著
性变化次数最小的尺度，
并结合实际确定最佳取样
尺度。比较表 2中关联度
表3 10种景观类型破碎化程度比较
Tab．3 Fragmentation degrees of 10 landscape types
中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
计算结果表明，尺度 500m×500m与尺度 400m×400m之间出现 5次差异，尺度 500m×500m与 300m×
300m之间出现差异8次，尺度 500m×500m与200m×200m之问出现差异6次，尺度400m×400m与300m
×300m之间出现差异 10次，尺度 400m×400m与 200m×200m之间出现差异 6次，尺度 300m×300m与
200m×200m之间出现差异 5次，其中尺度400m×400m与 300m×300m对景观类型空间关系的判定结果
差异最大，由表2可知从尺度 400m×400m到300m×300m之间景观类型空间关系出现显著性变化，且不少
类型之问关系由正关联变为负关联，如马尾松林与茶园之问、杉木林与居住地之间、经济林与河流之间、竹林
与裸地之间以及农田与河流之间，因此尺度 400m×400m与300m×300m不宜用于分析该风景区景观类型
空间关系，而尺度 500m×500m与尺度 200m×200m为2种相对较理想取样尺度，进一步对比分析这2种尺
度结果还发现尺度 500m×500m时存在景观类型空间关系与现实不相符情况，如杉木林与经济林均分布在
海拔高度较低的缓坡，不仅两者空间关系极为密切，且多与农田相连，而尺度 500m×500m对它们的空间关
系判别结果为不显著，尺度 200m×200m为极显著；又如风景区农田主要分布在低海拔高度、平坡(或缓坡)
且靠近居民生活区处，远离两岸多为奇峰异石的崇阳溪、黄龙溪和九曲溪，而尺度 500m×500m对两者空间
关系判别结果为显著正关联，尺度 200m×200m为不显著且负关联，由此表明4种取样尺度中以尺度 200m
×200m最理想，故建议研究景观类型空间关系时取样尺度不宜太大，但取样尺度太小会成倍(或几十倍)增
加样方数量，若借助 GIS软件，则相应减少研究工作量。
2．2 景观类型空间关系
据此本研究选择尺度200m×200m各景观类型空间关联度计算结果作为分析武夷山风景名胜区景观类
型空间关系的基础数据(见表 2)。由表 2可知马尾松林景观除与阔叶林景观呈正关联外，与其余 8种景观
类型之间均为负相关，存在空间排斥关系，其中与杉木林、经济林、农田、河流、居住地与裸地达极显著负相
关，这种空间关系决定于武夷山风景名胜区独特的景观空间格局，即整个空间呈现以天然马尾松林为基质、
其余景观镶嵌其中的景观格局(武夷山风景名胜区中60％以上面积均为天然马尾松林，马尾松林是该区暖
性针叶林主要群落类型，加之耐干旱和耐瘠薄酸性土壤，种子易繁殖等特点，是荒山恢复植被的次生先锋树
种_9 J，尤其在高海拔、坡度陡峭、土壤较瘠薄地方基本分布着马尾松近成熟林或成过熟林)，阔叶林虽与马尾
松林正相关但并不显著(阔叶林面积仅占2．76％，多在中海拔高度区与马尾松天然林混交，空间常处第 2主
林层位置)。而阔叶林与茶园呈显著负相关(茶园面积居第 3位，占风景区面积的 11．68％)，表明茶农生产
经营活动正逐渐影响阔叶林的生存与发展，20世纪 90年代初期武夷山风景区大面积阔叶林和马尾松林被
破坏，茶园取而代之，因此茶园是风景区主要干扰源之一l1 j。除茶园外，农田与居住地2个典型人工景观
伴随旅游业的迅速发展，大量酒店、宾馆和与之相关旅游服务设施对风景区景观格局产生极大的影响，成为
风景区重要干扰源。由表 2可知农田与杉木林、经济林、居住地之间，经济林与竹林、茶园、居住地之间，居住
地与河流之间均呈显著正相关，而农田与茶园之间呈显著负相关，反映出武夷山风景名胜区低海拔高度处以
居民点为中心的由农田、河流等向周围扩散的干扰景观格局，而高海拔地方人类的影响主要通过茶园而形成
一 定干扰，故茶园与阔叶林间呈极显著负相关。表2还显示居住地与裸地空问呈显著正关联，其主要原因是
本研究确定居住地类型边界时以居民住宅、工厂厂房等建筑物为依据，而将其周围空地视为裸地，因而出现
居住地与裸地之间呈正相关，这也说明尺度200m×200m能如实反映景观类型的空间关系。
3 小 结 ．
本研究结果表明景观类型空间关系受取样尺度变化的影响，即存在尺度效应，且尺度变化对景观破碎化
程度高的景观类型空间关系影响较大，而对破碎化程度低的景观类型空间关系影响较小，4种取样尺度中以
200m×200m尺度最理想。以200m×200m取样尺度为标准，武夷山风景名胜区景观类型空间关系特征为
低海拔高度区呈现以居民点为中心的由农田、河流等向四周扩散的干扰景观格局；中高海拔高度区则呈以近
成熟林、成过熟林占优势的天然马尾松林为主体的人为干扰较小的天然景观格局。并指出研究景观类型空
间关系时取样尺度不宜太大。本研究结果证实了景观类型空间关联指数用于复杂异质景观格局分析效果良
好且其生态学意义明确 ]，但该指标本身在分析景观类型空间关系时是否受到尺度变化的影响，尺度变化
对景观空问关系的影响能否通过其他更为有效指标或途径揭示以及如何定量确定最适取样尺度等尚待进一
步深入探讨。
第 3期 何东进等：武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应初探
参 考 文 献
1 郭晋平，张芸香．关帝山林区景观要素空间关联度与景观格局分析．林业科学，1999，35(5)：28～33
2 李哈滨，伍业纲．景观生态学的数量研究方法．当代生态学博论．北京：中国科学技术出版社，1992．209～234
3 王仰麟．景观生态分类的理论与方法．应用生态学报 ，1996，7(增 刊)：121～126
4 肖笃宁 ，钟林生．景观分类与评价的生态原则 ．应用生态学报，1998，9(2)：217-221
5 张金屯．植被数量生态学方法．北京：科学 出版社 ，1996．32～49
6 陈利顶，傅伯杰．黄河三角洲地区人类活动对景观结构的影响分析．生态学报，1996，16(4)：337～344
7 沈泽昊．山地森林样带植被一环境关系的多尺度研究．生态学报，2002，22(4)：461～470
8 曾 辉，邵 楠，郭庆华．珠江三角洲东部常平地区景观异质性研究 地理学报，1999，54(3)：255～262
9 林 鹏主编．武夷山研究——森林生态系统(I)．厦门：厦门大学 版社，1998
10何东进，洪 伟，胡海清．武夷山风景名胜区景观生态特征．东北林业大学学报，2003，31(5)：24～26
11何东进，洪 伟，胡海清等．武夷山风景名胜区景观要素斑块特征分析．应用与环境生物学报，2003，9(6)：574～577
12何东进，洪 伟，胡海清等．武夷tI1景区主要景观类型斑块大小分布规律及其等级效应分析．应用生态学报，2004，15(1)：21～25
13徐化成主编．景观生态学 ．北京 ：中国林业出版社，1996
14 Li H．B．，Reynolds J．F．A simulation experiment tO quality spatial heterogeneity in categorical maps．E∞1．，1994，75(8)：1446-2455
15 Mladnoff D．J．，White M．A．，Pastor J．，et a1．Comparing spatial pattern in unaltered old growth and disturbed forest landscape．Ecol Ap·
p1．，1993，3：294～ 306
16 Forman R．T．T．Landscape Mosaics：The Ecology of Landscape and Regions．Cambridge：Cambridge University Press，1995
17 Turner M ．G．，Dale V．H．Modeling landscape disturbance Quantitative Methods in Landscape Ecology．New York：Springer-Verlag，
1991．323～ 351
18 Urban D．L．，O’NeIl R．V．，Shugart H．H．Landscape ecolcgy~ A hierarchical perspective can help scientists under stand spatial patterns．
BioScience，1987，37(2)：119～127