全 文 ：纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局*
潘摇 韬1 摇 吴绍洪1,2**摇 戴尔阜1 摇 赵东升1 摇 尹云鹤1
( 1 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 2 中国科学院青藏高原研究所, 北京 100085)
摘摇 要摇 基于中国 1 颐 100 万植被类型数据,采用 GIS空间分析方法,分析了纵向岭谷区主要
植被景观多样性指数的空间格局及其与环境因子之间的关系.结果表明:研究纵向岭谷区植
被景观多样性的理想粒度是 2000 m;纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局具有明显的
区域分异特征,表现为南北方向延伸、东西方向分异的“通道鄄阻隔冶空间格局;植被景观多样
性与环境因子的相关性较好,环境因子在空间上的分异格局是影响植被景观多样性指数在空
间格局上变化的主要因素.纵向岭谷特殊地形的“通道鄄阻隔冶作用对该区的水热空间分布进
行了再分配,是该区植被景观多样性的特殊空间格局的主要成因.
关键词摇 纵向岭谷区摇 植被景观多样性摇 格局摇 “通道鄄阻隔冶作用
文章编号摇 1001-9332(2010)12-3091-08摇 中图分类号摇 K903;P901摇 文献标识码摇 A
Spatial pattern of vegetation landscape diversity in Longitudinal Range鄄Gorge Region,
Southwestern China. PAN Tao1, WU Shao鄄hong1,2, DAI Er鄄fu1, ZHAO Dong鄄sheng1, YIN Yun鄄
he1 ( 1 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences,
Beijing 100101, China; 2 Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Bei鄄
jing 100085, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(12): 3091-3098.
Abstract: Based on the China 1:1000000 vegetation type map, and by using GIS spatial analysis,
the spatial pattern of major vegetation landscape diversity indices and its relationships with environ鄄
mental factors in Longitudinal Range鄄Gorge Region (LRGR) were analyzed. The proper scale for
studying the vegetation landscape diversity in LRGR was 2000 m. In the study region, an obvious
regional difference was observed in the vegetation landscape diversity indices, exhibiting typical lon鄄
gitudinal “corridor冶 and latitudinal “barrier冶 characteristics. The correlations between the vegeta鄄
tion landscape diversity indices and environmental elements were significant, and the regional
difference in the environmental elements was the main factor controlling the spatial pattern of vegeta鄄
tion landscape diversity indices. The “corridor鄄barrier冶 function of the longitudinal range鄄gorge ter鄄
rain made a spatial redistribution of hydro鄄thermal conditions, being the main cause of the special
pattern of the vegetation landscape diversity in LRGR.
Key words: Longitudinal Range鄄Gorge Region (LRGR); vegetation landscape diversity; pattern;
“corridor鄄barrier冶 function.
*国家基础研究发展计划重点项目(2003CB415101)资助.
**通讯作者. E鄄mail: wush@ igsnrr. ac. cn
2010鄄04鄄07 收稿,2010鄄09鄄20 接受.
摇 摇 生物多样性是人类赖以生存的基础,是全人类
共同的财富,在维持全球和区域生态平衡上具有十
分重要的意义[1] . 生物多样性研究包括多个层次和
水平的多样性,如遗传多样性、物种多样性、生态系
统多样性和景观多样性等[2-4] . 其中,景观多样性
(landscape diversity)指由不同类型的景观要素或生
态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动
态方面的多样性或变异性,它反映了景观的复杂
性[1,5] .目前,对物种多样性和生态系统多样性的研
究较深入[6-8], 而景观多样性研究的起步较
晚[1,5,9-11] .景观多样性可区分为类型多样性、斑块
多样性和格局多样性[1,5] . 类型多样性指景观类型
的丰富度和复杂性,多考虑景观中不同景观类型
(如农田、森林、草地等)的数目及其所占面积的比
例,其测度指标包括类型的多样性指数、优势度、丰
富度等.植被景观是一种典型的景观类型,在景观系
统中处于重要地位,也是生态学研究的热点问题之
一.植被景观多样性具有两方面含义:植物群落的多
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 12 月摇 第 21 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2010,21(12): 3091-3098
样化;不同植被类型在一定空间尺度上组合方式的
多样性.
近年来,国内外关于景观多样性的研究逐渐增
多. Schnitzler[12]对莱茵河上游和卢瓦尔河中游森林
景观多样性进行了研究;Fabricius 等[13]研究了南非
不同地区肉叶植被的景观多样性;傅伯杰等[5]讨论
了景观多样性的概念和类型划分,提出景观多样性
包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性,同时对
景观多样性的生态意义进行了论述;马克明等[14]介
绍了景观多样性的测度问题;李晓文等[15]综述了景
观生态学和生物多样性保护的研究;管东生等[16]对
广州地区森林景观的类型、格局、斑块破碎度进行了
多样性分析;丁圣彦等[17]以野外调查资料和森林资
源分布图为信息源,运用景观指数分析了 1983—
1999 年伊洛河流域中部典型地区的森林植被景观
格局动态;段春霞等[18]基于大兴安岭北部林区的景
观多样性指数、优势度指数等景观指数,研究了该地
区森林景观格局的变化,简要分析了格局变化产生
的影响;马克明等[19]在 GIS 支持下,选择多种景观
格局指数对北京东灵山地区进行植被格局分析和破
碎化评价;陈云浩等[20]针对植被覆盖的遥感研究,
提出了亚像元模型,用于计算植被覆盖度,并得到了
基于土地利用分类的北京海淀区植被覆盖格局. 总
体来看,国内景观多样性研究已比较成熟,然而在研
究区域上还较零散,在西南地区(该区是全球生物
多样性最丰富的地区之一)尚未见相关研究报道.
为此,本文在全国 1 颐 100 万植被类型数据的基础
上,结合模型模拟与 GIS空间分析技术,分析了纵向
岭谷区植被景观多样性的空间格局以及植被景观多
样性指数与环境因子之间的关系,旨在认识该区生
物多样性的空间格局.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
纵向岭谷区(Longitudinal Range鄄Gorge Region,
LRGR)位于我国西南,包括与青藏高原隆升直接相
关联的横断山及毗邻的南北走向山系和河谷区(21毅
6忆24义—30毅26忆24义 N,95毅41忆42义—106毅11忆16义 E),总
面积为 412221 km2 .该区在气候上兼受太平洋和印
度洋暖湿季风的影响,在水文上兼有太平洋和印度
洋水系,在动、植物地理分布上属多种动、植物区系
相互交错、汇聚和种属演化替代的交接地带,是中国
乃至全球生物多样性最丰富的地区之一[21-22]
(图 1).
图 1摇 纵向岭谷区(LRGR)地理位置
Fig. 1摇 Geographical location of LRGR.
摇 摇 研究区地处热带、亚热带,受纬度低、海拔高等
地理条件的综合影响,形成了四季温差小、干湿季分
明的气候特征,植被、气候垂直分异显著[23] .在研究
区主要的高原盆地内,年均气温 16 益 ~ 19 益,日均
温逸10 益的年持续天数在 300 d 以上;最冷月平均
气温>10 益,多在 10 益 ~12 益;最热月平均气温多
在 22 益 ~24 益,逸18 益的年持续天数达 170 d 以
上.该区降水充沛,除少数河谷内部年降雨量不足
1000 mm以外,其余地区的年降雨量均在 1000 ~
1500 mm.
1郾 2摇 数据来源
植被类型数据源自 2007 年版的全国 1 颐 100 万
植被图[24] . 气象数据包括由云南省气象局提供的
122 个基本、基准地面气象观测站 1971—2000 年的
月值数据集(包括历年月气温、气压、相对湿度、降
水、风速、日照 6 个要素的数据),以及由国家气象
信息中心气象资料室提供的 1971—2000 年中国辐
射气候标准值月值数据集(包括中国 122 个站点的
总辐射、净辐射、散射辐射、水平面直接辐射和反射
辐射 5 个观测要素).
1郾 3摇 研究方法
1郾 3郾 1 空间尺度分析摇 尺度研究在于通过适当的观
测、分析或模拟尺度,揭示和把握现象的规律性[25] .
尺度往往用粒度和幅度来表达[26-27],选择合适的粒
度是尺度分析的重点. 分形维数( fractal dimension
index)分析法是一种重要的空间尺度分析方法. 具
有分形结构的景观,其斑块性在不同尺度上应该表
现出很大的相似性,其相似性可通过不同尺度上分
维数的变化来确定.当斑块分维数接近 1 时,说明该
类斑块的形状接近于正方形,斑块分维数值越高,说
2903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
明该类景观的斑块形状越复杂[28] .斑块分形维数描
述了景观斑块的复杂性,其公式[29]如下:
Fd = 2ln(P / k) / lnA (1)
式中:Fd 为斑块分维数;A 为斑块面积;P 为斑块周
长;k为常数,对于栅格景观,k = 4.
本研究通过设计一系列粒度不同的栅格,通过
斑块分形维数的尺度变化寻找理想的植被景观多样
性研究粒度.采用目前国际上通行的景观指数分析
软件包 FRAGSTATS 3郾 3 计算分形维数.
1郾 3郾 2 植被景观多样性的测度与计算摇 本文选择斑
块丰富度(patch richness)、相对斑块丰富度(relative
patch richness)、斑块丰富度密度 ( patch richness
density)和 Shannon 多样性指数来表征植被景观多
样性.斑块丰富度和相对斑块丰富度反映了某景观
单元内植被类型的多少,斑块丰富度密度反映了单
位面积内植被类型的数量,Shannon 多样性指数是
个综合指标,它既可以反映植被类型的多寡,也可以
反映不同植被类型空间分布的均匀状况[26] .
在 ArcGIS 9郾 3 软件环境下,通过空间分析模块
将植被类型图的 shape文件转换为粒度在 50 m ~10
km间不等的栅格数据,value 字段选择植被图的四
级分类类型.采用 FRAGSTATS 3郾 3 计算不同的丰富
度指数及 Shannon多样性指数.采用半径为 5 km的
矩形移动滑窗逐行、列进行计算.
1郾 3郾 3 环境因子的空间模拟摇 基于 Anusplin 4郾 2 模
型对纵向岭谷区的年降水量、年均气温、年潜在蒸散
和积温进行空间模拟[30] .
干湿指数( Ia)定义为湿润指数的倒数[31],即:
Ia = ET0 / P (2)
式中: P 为降水量(mm);为潜在蒸散(mm) . Ia 臆
0郾 99时为湿润类型;Ia在1郾 00 ~ 1郾 49时为半湿润类
型;Ia 在 1郾 50 ~ 3郾 99时为半干旱类型;Ia 逸4郾 00时
为干旱类型.
太阳日总辐射与日均最高气温和日均最低气温
之差(吟T) 的关系[32] 如下:
R tot / Rpot = 籽(1 - exp( - B驻Tc)) (3)
式中:R tot为太阳日总辐射(MJ·m-2·d-1);Rpot为潜
在日总辐射 (MJ·m-2·d-1);籽 为晴朗无云条件下
的大气透明度系数;B、C均为经验系数,可控制气温
差对太阳辐射的影响.
1郾 3郾 4 空间采样摇 对纵向岭谷区的植被栅格数据进
行系统空间取样,以研究植被景观多样性格局与各
环境因子之间的关系.在植被栅格图上按照每行、每
列间隔 10 个栅格取一个样点的规则机械布点,所取
样点均匀分布于整个研究区,共 4072 个点,其中,针
叶林 1309 个点、阔叶林 889 个点、灌丛 1148 个点、
草原和稀疏植被 268 个点、草甸 238 个点、农业植被
165 个点、湖泊 5 个点、无植被地带 50 个点.所采样
点的属性字段包括植被景观多样性指数和各环境因
子值.另外,分别沿 99毅 E、100毅 E、101毅 E、102毅 E、
28毅 N、26毅 N、24毅 N 设置样带,分别记做 a、b、c、d、
e、f、g,连续采集各样带的植被景观多样性指数信息
(图 2).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 纵向岭谷区分形维数的尺度动态
当植被景观粒度从 50 m逐渐增至 10 km时,单
个栅格覆盖的面积逐渐增大,原本包含多种植被类
型的地域被该地域上优势的植被类型所替代. 粒度
>5 km 后,一些占总面积比例较小的植被类型的位
置也有部分偏移,原本成片分布的斑块转变为离散
的点状分布,面积较大的植被类型的连通性变得更
好.当粒度逐渐增大时,部分植被类型开始从植被类
型组成中消失.因此,研究区植被景观的空间格局随
粒度的增加而变化,主要表现为空间信息精细程度
的明显下降.粒度在 50 ~ 3500 m 范围内,分形维数
随粒度增大而减小,当粒度<2000 m时,其分维数的
图 2摇 纵向岭谷区植被与研究样带的分布
Fig. 2 摇 Distribution of vegetation and the study transects in
LRGR.
a) 99毅 E 样带 99毅 E transect; b) 100毅 E 样带 100毅 E transect; c)
101毅 E样带 101毅 E transect; d) 102毅 E样带 102毅 E transect; e) 28毅
N样带 28毅 N transect; f) 26毅 N 样带 26毅 N transect; g) 24毅 N样带
24毅 N transect. 下同 The same below郾 玉:森林 Forest; 域:水 Water;
芋:灌丛 Shrub; 郁:稀疏植被 Sparse vegetation; 吁:竹林 Bamboo for鄄
est; 遇:草原 Grassland; 喻:草甸 Meadow; 峪:农业植被 Agricultural
vegetation; 御: 无植被地带 Non鄄vegetation area.
390312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 潘摇 韬等: 纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 分形维数随尺度的变化
Fig. 3摇 Changes of fractal dimension under different scales.
MN:平均值 Mean; AM:面积加权平均 Area weighted mean; MD:中值
Median.
变幅较小;粒度超过 3500 m后,随着粒度增大,分维
数明显下降,已很难再反映出景观信息(图 3). 因
此,通过分形维数随粒度变化的规律可以看出,2000
m是反映研究区植被景观多样性典型空间特征较理
想的粒度.
2郾 2摇 纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局
2000 m尺度的研究区植被斑块丰富度指数在
1 ~ 14,植被景观相对丰富度指数在 0郾 1 ~ 1,丰富度
密度在 0郾 01 ~ 0郾 08,Shannon多样性指数在 0 ~ 2郾 35
之间(图 4). 3 种丰富度指数的关联性较高,其空间
格局较一致,Shannon 多样性指数则综合反映了研
究区植被景观多样性的空间格局. 植被景观多样性
指数的高值区多集中在独龙江、怒江、澜沧江、元江
和金沙江等河谷两侧的中低山地地区以及热带雨林
地区,这些区域的植被斑块丰富度一般在 6 以上,
Shannon指数一般在 1郾 6 以上,主要植被类型为森
林、灌丛;植被景观多样性指数的低值区主要集中在
纵向岭谷区北部、青藏高原东南缘的高山草甸和山
地针叶林地带以及东南部的高原地区,植被斑块丰
富度一般在 5 以下,Shannon 指数一般在 1郾 2 以上,
主要植被类型为亚热带山地针叶林.
摇 摇 24毅 N、26毅 N 和 28毅 N 3 条东西方向样带分别
穿过怒江、澜沧江、元江河谷以及河谷间山岭,植被
景观多样性也随着地形的起伏表现出明显的波动变
化(图 5). 24毅 N、 26毅 N 样带上,Shannon 指数由西
向东大体表现出下降趋势,以 24毅 N样带尤为明显;
3 条东西样带上,河谷两侧中低山地地区的植被景
观多样性均较高,而海拔较高的山岭地区的植被景
观多样性均较低. 4 条南北方向样带上 Shannon 多
样性指数的波动均较大,均表现出中低山地的 Shan鄄
non多样性指数高于高山地区的空间特征.
图 4摇 纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局
Fig. 4摇 Spatial pattern of vegetation landscape diversity indices
of LRGR.
A:斑块丰富度 Patch richness; B:斑块丰富度 Relative patch richness;
C:斑块丰富度密度 Patch richness index; D:Shannon 多样性指数
Shannon diversity index.
2郾 2摇 纵向岭谷区植被景观多样性与环境因子的关
系
由图 6 可以看出,纵向岭谷区年降水量在
313郾 1 ~ 1910郾 3 mm,平均值为 1128郾 4 mm;区域年均
气温在-10郾 3 益 ~24郾 3 益,平均值为 12郾 4 益;区域
年均潜在蒸散在 246郾 2 ~ 1067郾 6 mm,平均值为
809郾 8 mm;区域平均湿润指数在 0郾 33 ~ 6郾 67,平均
值为 1郾 45;区域年均太阳总辐射在 852郾 49 ~
11642郾 6 MJ·m-2,平均值为 6252郾 5 MJ·m-2;区域
逸0 益 年积温在 0 益 ~ 9087郾 5 益,平均值为
4490郾 73 益;区域逸10 益年积温在 0 益 ~ 9087郾 5
益,平均值为 3890郾 13 益 .
研究区各环境因子的空间分布呈现出明显的东
西向梯度和海拔变化. 西部的年降水量明显高于东
部,西部的年均气温高于东部,河谷地区干热少雨,
主要植被类型为灌丛和稀疏植被;西部的潜在蒸散
也高于东部,梯度变化明显;年积温和年总辐射的总
体格局也是西部高于东部. 从水热组合的综合结果
来看,西部的平均湿润指数高于东部. 夏季,印度洋
暖湿季风气流至西向东影响研究区,受纵向山系与
河谷的阻隔作用,其作用的强度和持续时间逐渐减
弱,其水热条件也发生相应变化.
摇 摇 水热条件是影响研究区植被景观多样性的重要
4903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 5摇 不同方向样带上 Shannon多样性指数的变化
Fig. 5摇 Change of Shannon diversity index at different directional transects.
H: Shannon多样性指数 Shannon diversity index; M:30 km滑动平均 30 km moving average.
表 1摇 纵向岭谷区主要植被类型 Shannon多样性指数与主要环境因子之间的相关系数
Tab. 1摇 Correlation coefficients between major environmental factors and Shannon diversity indices of different vegetation
types in LRGR
植被类型
Vegetation
type
降水
Precipitation
气温
Air temperature
总辐射
Total radiation
潜在蒸散
Potential
evapotranspiration
干湿指数
aridity / humidity
index
逸0 益积温
Accumulated
temperature 逸0 益
逸10 益积温
Accumulated
temperature 逸10 益
玉 -0郾 067** -0郾 017 0郾 053 0郾 144* 0郾 139* -0郾 027 -0郾 036
域 -0郾 153* -0郾 168* 0郾 161* 0郾 166* 0郾 291* -0郾 155* -0郾 133**
芋 0郾 524** -0郾 027 0郾 603* 0郾 683* -0郾 416 -0郾 361 -0郾 231
郁 -0郾 022 0郾 158* -0郾 101* 0郾 332* 0郾 196* 0郾 132* 0郾 120*
吁 0郾 127 0郾 312* -0郾 125 0郾 209 0郾 117 0郾 363* 0郾 073
遇 0郾 009 -0郾 056 -0郾 017 0郾 016 0郾 035 -0郾 052 -0郾 041
喻 0郾 035 0郾 335* -0郾 259* 0郾 275* 0郾 050 0郾 332* 0郾 331*
玉: 针叶林 Coniferous forest;域: 阔叶林 Broadleaf forest;芋: 热带雨林 Tropical rain forest;郁:灌丛 Shrub;吁:稀疏植被 Sparse vegetation;遇:草原
Grassland;喻:草甸 Meadow. * P<0郾 05;** P<0郾 01.
590312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 潘摇 韬等: 纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 6摇 纵向岭谷区主要环境因子的空间格局
Fig. 6摇 Spatial pattern of major environmental factors in LRGR.
a)年降水量 Annual precipitation (mm); b)年均气温 Annual mean temperature (益); c)年潜在蒸散 Annual potential evapotranspiration (mm); d)
逸10 益年积温 Annual accumulated temperature 逸10 (0郾 1 益); e)年总辐射 Annual total radiation (MJ·m-2 ); f)干湿指数 Aridity / humidity in鄄
dex.
因素(表 1).总体来说,表 1 中的环境因子都是纵向
岭谷区植被景观多样性的限制因子,但不同植被类
型的限制因子不同,且敏感程度也有一定差异.针叶
林地区的 Shannon多样性指数与降水呈极显著负相
关,与潜在蒸散、干湿指数呈显著正相关;阔叶林地
区(包括亚热带阔叶林、温带落叶阔叶林)的 Shan鄄
non多样性指数与降水、气温和积温呈显著负相关,
与总辐射、潜在蒸散和干湿指数呈显著正相关;热带
雨林地区的植被 Shannon多样性指数与降水因子呈
极显著正相关关系(P<0郾 01);灌丛地带(主要是干
热河谷地区)的植被 Shannon多样性指数与气温、潜
在蒸散、干湿指数、积温呈显著正相关,与总辐射呈
显著负相关.
3摇 讨摇 摇 论
植被景观多样性的空间格局与地形、环境因子
的空间特征具有密切的关联. 纵向岭谷区发育的纵
向山系和深切河谷,形成了我国西南独具特色的
“干热河谷冶景观,表现为干旱少雨、气温较高的气
候特征.在河谷地带,主要植被类型为灌丛和稀疏植
被;在高山高原地区,较高纬度的植被类型为山地针
叶林,较低纬度则为亚热带针叶林.植被类型及其多
样性特征的空间分布具有典型的南北向“通道冶特
征和东西向“阻隔冶效应.干热河谷与纵向的山系形
成了南北走向的“廊道冶和东西方向的“阻隔冶,导致
水热格局的重新分配,从而形成了植被景观多样性
的“通道鄄阻隔冶空间格局特征.
针叶林地区(包括亚热带针叶林、热带针叶林
和温带针叶林)植被景观多样性的主要影响因素为
水分状况,在一定范围内,水分过多会降低植被景观
多样性,使优势物种更加突出;热带雨林地区的植被
Shannon多样性指数主要与降水呈正相关,丰富的
降水可增加热带雨林地区的植被景观多样性;灌丛
地带,主要是干热河谷地区的特殊高温少雨的气候
环境有利于灌丛植被景观多样性的发育;与灌丛地
带相似,稀疏植被地带的气温和积温是影响植被景
观多样性的主要限制因子;一般情况下,草原草甸地
区的积温是植被景观多样性指数的最主要限制因
素.
植被景观多样性指数的高值区多在位于干热河
谷两侧的中低海拔山地地区,植被类型多为针阔混
交林和灌丛. 随着海拔的升高,受纵向山系的“阻
隔冶作用,植被景观多样性指数逐渐下降,植被类型
逐渐向亚热带针叶林和温带针叶林转变.同时,由于
受纵向河谷的水热“通道冶作用,河谷两侧的中低山
地地区植被景观多样性较高,且呈现出南北延伸的
空间特征.
从植被景观多样性指数与气候因子的相关分析
可见,植被景观多样性与气候要素的地域差异密切
相关.环境因子的空间格局是决定纵向岭谷区植被
景观多样性空间格局的重要因素. 地形因子和大气
环流形成了纵向岭谷区环境因子的特殊“通道冶与
6903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
“阻隔冶特征,在环境因子的“通道鄄阻隔冶作用下,植
被景观多样性呈现出相应的空间格局.
纵向岭谷区地处元江鄄红河、澜沧江鄄湄公河、怒
江鄄萨尔温江和伊洛瓦底江 4 条国际大河的上游,与
缅甸、老挝、越南相连,与泰国、柬埔寨和印度相近,
是我国西南与东南亚极为重要的生态廊道. 本区的
高耸山系和深切河谷对地表自然物质和能量输送表
现出明显的南北向通道作用和扩散效应以及东西向
阻隔作用和屏障效应,在生态系统格局的形成和演
化中起主导作用.明显的“通道鄄阻隔冶作用,构成各
种生物纵向迁徙的走廊和横向交汇的屏障,对生态
系统和物种多样性的形成和演化有着重要的影响.
该区的生态系统类型和生物类群在局部范围产生了
巨大的形态和空间分异,呈现出种类丰富多样、珍稀
濒危物种多、新老特有兼备、替代现象明显的特点,
是全球重要的生物分布和分化中心.
4摇 结摇 摇 论
纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局具有明
显的尺度效应,不同空间尺度所反映的植被景观多
样性空间格局是不同的,这主要是因为尺度变化对
空间信息精细程度有较大影响.在纵向岭谷区,当粒
度大于 2000 m,面积较小以及廊道性质的植被类型
在空间上变得不连续,位置也发生部分偏移,原本连
续分布的植被类型破碎化,而面积较大的植被类型
的连通性变得更好.因此,要正确认识该地区植被景
观多样性空间格局特征,必须选择适当的分析尺度.
对分形维数的尺度效应研究发现,选择 2000 m粒度
对纵向岭谷区植被景观多样性空间格局进行分析,
既能较准确地保留植被类型信息,又能反映空间格
局变化的典型特征,是较理想的分析尺度.
纵向岭谷区植被景观多样性指数(包括绝对丰
富度、相对丰富度、丰富度密度和 Shannon 多样性指
数)均呈现出相似的空间分布格局,具有明显的“通
道冶和“阻隔冶特征. 植被景观多样性指数的高值区
集中在干热河谷周围的低海拔地区,植被类型多为
针阔混交林、灌丛;随着海拔的升高,受到纵向山系
的阻隔作用,植被景观多样性指数逐渐下降,植被类
型逐渐向亚热带针叶林和温带针叶林转变.同时,受
纵向河谷的水热“通道冶作用,植被多样性指数表现
出南北延伸的空间分异特征.
环境因子是植被景观多样性空间格局形成的主
要驱动力.环境因子在空间格局上的变化会直接或
间接地影响植被景观多样性指数的格局,而地形的
“通道鄄阻隔冶作用是其变化的主要原因.各环境因子
在空间格局上表现出明显的东西方向的梯度差异和
南北方向的延续性,具有典型的“通道鄄阻隔冶特征,
从而产生对地表主要自然物质和能量输送的南北向
通道作用和扩散效应,以及东西向阻隔作用和屏障
效应,形成植被景观多样性“通道冶和“阻隔冶特征的
空间分布格局.
景观格局的形成反映了不同的景观生态过程.
与此同时,景观格局又在一定程度上影响着景观的
演变过程.空间格局、生态过程与尺度之间的相互关
系是景观生态学研究的核心内容. 本研究分析了我
国西南纵向岭谷区的植被景观多样性格局,但未涉
及景观格局与生态过程间的相互关系,有待今后的
进一步研究.
参考文献
[1]摇 Fu B鄄J (傅伯杰). Landscape diversity analysis and
mapping. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 1995, 15
(4): 345-350 (in Chinese)
[2]摇 Noss RF. Indication for monitoring biodiversity: A hier鄄
achial approach. Conservation Biology, 1990, 4: 355-
364
[3]摇 West NE. Biodiversity of rangelands. Journal of Range
Management, 1993, 46: 2-13
[4]摇 Ma K鄄P (马克平). Discussion on the concept of biodi鄄
versity. Biodiversity Science (生物多样性), 1993, 1
(1): 20-22 (in Chinese)
[5] 摇 Fu B鄄J (傅伯杰), Chen L鄄D (陈利顶). Landscape
diversity types and their ecological significance. Acta
Geogrophica Sinica (地理学报), 1996, 51(5): 454-
462 (in Chinese)
[6]摇 Chen L鄄Z (陈灵芝). China爷 s Biodiversity: Current
Status and Conservation Strategy. Beijing: Science
Press, 1993 (in Chinese)
[7]摇 Ma K鄄P (马克平). Present state and future of biodiver鄄
sity studies. Science & Technology Review (科技导报),
1993, 1(1): 20-22 (in Chinese)
[8]摇 Qian Y鄄Q (钱迎倩), Ma K鄄P (马克平). Principles
and Methodologies of Biodiversity Studies. Beijing: Chi鄄
na Science and Technology Press, 1994 (in Chinese)
[9]摇 Scheiner SM, Istock CA. Affinity analysis: Methodolo鄄
gies and statistical inference. Vegetatio, 1987, 72: 89-
93
[10]摇 Scheiner SM. Affinity analysis: Effects of sampling. Ve鄄
getatio, 1990, 86: 175-181
[11]摇 Scheiner SM. Measuring pattern diversity. Ecology,
1992, 73: 1860-1867
[12] 摇 Schnitzler A. Comparison of landscape diversity in for鄄
ests of the upper Rhine and the middle Loire floodplains
(France). Biodiversity and Conservation, 1996, 5: 743
-758
[13]摇 Fabricius C, Palmer AR, Burger M. Landscape diversi鄄
790312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 潘摇 韬等: 纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局摇 摇 摇 摇 摇 摇
ty in a conservation area and commercial and communal
rangeland in Xeric Succulent Thicket, South Africa.
Landscape Ecology, 2002, 17: 531-537
[14]摇 Ma K鄄M (马克明), Fu B鄄J (傅伯杰), Zhou H鄄F (周
华峰). Measuring landscape diversity: Affinity analysis
of pattern diversity. Acta Ecologica Sinica (生态学报),
1998, 18(1): 76-81 (in Chinese)
[15]摇 Li X鄄W (李晓文), Hu Y鄄M (胡远满), Xiao D鄄N (肖
笃宁). Landscape ecology and biodiversity conserva鄄
tion. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 1999, 19
(3): 399-407 (in Chinese)
[16]摇 Guan D鄄S (管东生), Zhong X鄄Y (钟晓燕), Zheng S鄄
Y (郑淑颖). Diversity of forest landscape in Guang鄄
zhou area. Chinese Journal of Ecology (生态学杂志),
2001, 20(4): 9-12 (in Chinese)
[17]摇 Ding S鄄Y(丁圣彦), Qian L鄄X (钱乐祥), Cao X鄄X
(曹新向), et al. Forest landscape patterns dynamics of
Yihe鄄Louhe River Basin. Acta Geographica Sinica (地
理学报), 2003, 58(3): 354-362 (in Chinese)
[18]摇 Duan C鄄X (段春霞), Hu Y鄄M (胡远满), Li Y鄄H (李
月辉), et al. Landscape pattern change and its influ鄄
ence in the forest of northern Daxinganling Mountains.
Chinese Journal of Ecology (生态学杂志), 2004, 23
(2): 133-135 (in Chinese)
[19]摇 Ma K鄄M (马克明), Fu B鄄J (傅伯杰). Spatial neigh鄄
boring and distribution regularities of landscape types in
Donglingshan Mountain region, Beijing, China. Acta
Ecologica Sinica (生态学报), 2000, 20(5): 748-752
(in Chinese)
[20]摇 Chen Y鄄H (陈云浩), Li X鄄B (李晓兵), Shi P鄄J(史
培军). Landscape spatial鄄temporal pattern analysis on
change in the fraction of green vegetation based on re鄄
motely sensed data: A case study in Haidian District,
Beijing. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 2002, 22
(10): 1581-1586 (in Chinese)
[21]摇 He D鄄M (何大明), Wu S鄄H (吴绍洪), Peng H (彭
华), et al. A study of ecosystem changes in Longitudi鄄
nal Range鄄gorge Region and transboundary eco鄄security
in Southwest China. Advance in Earth Sciences (地球科
学进展), 2005, 20(3): 338-344 (in Chinese)
[22]摇 Wu S鄄H (吴绍洪), Dai E鄄F (戴尔阜), He D鄄M (何
大明). Major research perspectives on environmental
and developmental issues for the Longitudinal Range鄄
Gorge Region (LRGR) in southwestern China. Progress
in Geography (地理科学进展), 2005, 24(1): 31-40
(in Chinese)
[23] 摇 Wang S鄄Y (王声跃), Zhang W (张 摇 文). Yunnan
Geography. Kunming: Yunnan Nationalities Press,
2002 (in Chinese)
[24]摇 Zhang X鄄S(张新时). Vegetation Type Map of People爷s
Republic of China (1:1000000). Beijing: Geological
Press, 2007 (in Chinese)
[25] 摇 L俟 Y鄄H (吕一河), Fu B鄄J (傅伯杰). Ecological
scale and scaling. Acta Ecologica Sinica (生态学报),
2001, 21(12): 2097-2105 (in Chinese)
[26]摇 Wu J鄄G (邬 建 国 ). Landscape Ecology: Pattern,
Process, Scale and Hierarchy. Beijing: Higher Educa鄄
tion Press, 2007 (in Chinese)
[27]摇 Turner MG, Gardner RH, O爷 Neill RV. Landscape
Ecology: Theory and Practice. New York: Springer鄄Ver鄄
lag, 2001
[28]摇 Xiao D鄄N (肖笃宁). Indices system and study methods
of landscape spatial pattern / / Xiao D鄄N (肖笃宁), ed.
Theory, Methods and Application of Landscape Ecology.
Beijing: China Forestry Press, 1991, 92 -98 ( in Chi鄄
nese)
[29]摇 Mandelbrot BB. Fractals, Form, Chance and Dimen鄄
sion. San Francisco: W. H. Freeman, 1977
[30]摇 Hutchinson MF, Gessler PE. Splines-More than just a
smooth interpolator. Geoderma, 1994, 62: 45-67
[31]摇 Wu S, Yin Y, Zheng D, et al. Aridity / humidity status
of land surface in China during the last three decades.
Science in China Series D, 2005, 48: 1510-1518
[32]摇 Bristow K, Campbell G. On the relation between incom鄄
ing solar radiation and daily maximum and minimum
temperature. Agricultural and Forest Meteorology,
1984, 31: 159-166
作者简介摇 潘摇 韬,男,1984年生,博士,助理研究员.主要从事
全球变化与陆地生态系统研究. E鄄mail: pantao@ igsnrr. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
8903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷