全 文 ：关帝山森林景观异质性及其动态的研究 3
郭晋平 3 3 　阳含熙 3 3 3 　薛俊杰　(山西农业大学林学系 ,太谷 030801)
王毅敏　魏　信　(山西省遥感研究所 ,太原 030001)
【摘要】　以 4 期航片为基础资料 ,在 ARC/ INFO 支持下 ,应用地理信息系统 ( GIS)技术 ,通过景观要素优势度指
数、景观多样性指数、景观斑块密度、景观边缘密度、景观镶嵌度指数和景观聚集度指数 5 类指标 ,对关帝山林
区 50 年代末以来的景观异质性及其动态特征进行了全面分析 ,并介绍了各指标的数据来源和计算方法 ,分析
了各指标的实用性. 在 GIS支持下 ,上述各指标可以从不同侧面描述和反映景观异质结构特征 ,用于景观异质
性动态变化规律的研究. 研究表明 ,自 50 年代末以来 ,关帝山森林景观受环境异质性、植被自然演替和人为活
动的共同控制 ,总体异质性发生了很大变化 ,3 个时期表现出不同的动态特征. 对人为活动频繁的次生林区的森
林景观异质性动态变化的基本规律和控制因素进行了讨论.
关键词 　森林景观 　景观异质性 　异质性指标 　动态分析 　GIS技术.
Forest landscape heterogeneity and its dynamics of Guandishan Mountain. Guo Jinping , Yang Hanxi , Xue J unjie
( S hanxi A gricultural U niversity , Taigu 030801) , Wang Yimin and Wei Xin ( S hanxi Remote Sensing Institute ,
Taiyuan 030001) . Chin. J . A ppl . Ecol . ,1999 ,10 (2) :167～171.
Based on aerial images of four periods ,the GIS technique supported by ARC/ INFO software was used to analyze the
forest landscape heterogeneity and its dynamics of Guandishan Mountain forested area since the end of 1950s ,by select2
ing Landscape Element Dominance Index (L EDI) , Landscape Diversity Index (LDI) ,Landscape Patch Density(L PD) ,
Landscape Edge Density(L ED) ,Landscape Patchness Index (L PI) and Landscape Contagion Index (LCI) as six index2
es. Methods for data treatment and calculation were introduced , and the applicability of these indexes was analyzed. On
the support of GIS technique ,the above2mentioned indexes could reveal and describe the structural characteristics of
landscape heterogeneity from different aspects ,which was useful to study the dynamic process of landscape heterogene2
ity. The results show that since the end of 1950’s ,the forest landscape in studied area was controlled by the combina2
tion of environmental heterogeneity ,natural vegetation succession and human’s activities ,and the whole landscape het2
erogeneity changed significantly with different dynamic characteristics in three periods. The basic patterns and regula2
tion factors of dynamic changes of forest landscape heterogeneity in secondary forest area with frequent human’s activi2
ties were also discussed.
Key words 　Forest landscape , Landscape heterogeneity , Heterogeneity measure index , Dynamic analysis , GIS tech2
nology.
　　3 国家自然科学基金资助项目 (39600115) .
　　3 3 通讯联系人. 现通讯处 :中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳
110015.
　　3 3 3 中国科学院自然资源综合考察委员会.
　　1998 - 02 - 09 收稿 ,1998 - 05 - 27 接受.
1 　引 　　言
景观异质性是景观的重要属性之一[5 ,8 ,9 , ] . 景观
异质性不仅来源于景观内空间单元的自然地理特征和
地质地貌过程 ,更受自然干扰、人类活动、生物群落定
居和内源演替以及上述三者历史积累过程的影
响[2 ,6 ] .景观异质性是形成不同景观结构和功能的基
础 ,直接影响资源、物种和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
及生态过程有重要控制作用[10 ,11 ] . 景观空间异质性可
以理解为景观内生态系统或景观要素属性的变异程
度. 为景观空间异质性研究提供有效的数据采集手段
和数量分析指标、分析方法 ,既是解决现实景观生态问
题的需要 ,也是学科发展的要求. 对森林景观空间异质
性及其动态的研究 ,有助于揭示研究对象异质性的来
源和控制因素 ,阐明森林异质镶嵌体的特征和动态 ,为
森林景观的有效管理和可持续利用提供依据[7 ] . 目前
国内在这方面的研究工作还很有限 ,研究成果尚少报
道. 本文探讨森林景观异质性及其动态的研究方法 ,揭
示研究地区景观异质性动态特征.
2 　研究地区概况与研究方法
2. 1 　自然概况
研究地区位于山西吕梁山脉中段的关帝山林区 ,以主峰孝
文山为中心 ,涉及庞泉沟国家级自然保护区和周围 6 个林场各
一部分 ,区域总面积 57200hm2 ,地理范围 111°21’～111°37’ E ,
37°45’～37°59’N ,是典型的华北石质山地天然次生林区. 全区最
高海拔 283817m ,最低海拔 1360m ,平均坡度 20. 8°. 属于季风
应 用 生 态 学 报 　1999 年 4 月 　第 10 卷 　第 2 期 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Apr. 1999 ,10 (2)∶167～171
控制的暖温带大陆性山地气候区. 年均温 4. 2 ℃, 7 月均温
17. 5 ℃,1 月均温 - 10. 2 ℃;相对湿度 70. 9 % ;年降水量822. 6
mm ,蒸发量 1100～1500mm ,无霜期 100～130d ;日照时数 1900
～2200h , ≥0 ℃积温 2100 ℃.
研究地区处于吕梁山断裂隆起的核心地区. 岩石以太古代
花岗岩及片麻岩为主. 主要土壤类型有亚高山草甸土、山地棕
色森林土、山地淋溶褐土、山地褐土、粗骨性褐土及褐土性土.
次生植被斑块破碎 ,林龄偏小 ,深受人为活动的影响. 主要分布
有亚高山山地灌丛、亚高山草甸、寒温性针叶林、山地落叶阔叶
林、温性针叶林、山地灌丛及山地草甸等植被类型. 其中包括 10
个树种组成各异的森林类型 (表 1) . 这 10 个类型之间既有环境
梯度分异引起的空间替代关系 ,也有干扰历史和演替阶段决定
表 1 　景观要素分类系统及各类型生态势评分值
Table 1 Landscape element classif ication system and their ecological potential evalution
1 级分类
First level
2 级分类
Second level
3 级分类
Third level
分值
Value
1 级分类
First level
2 级分类
Second level
3 级分类
Third level
分值
Value
林地 CF 寒温性针叶林 落叶松林 LAF 85 草甸 MD 亚高山草甸 SAM 亚高山草甸 SAM 30
NCF 云杉林 SPF 95 山地草甸 MMD 山地草甸 MMD 35
云杉落叶松林 LSF 90 迹地 CL 新迹地 NCL 新迹地 NCL 43
落叶松云杉林 SL F 92 老迹地 OCL 老迹地 OCL 48
杨桦落叶松林 L PF 82 灌草丛 TB 灌草丛 TB 灌草丛 TB 40
山地落叶阔 落叶松杨华林 PL F 80 耕地 FL 沟地 VFL 沟地 VFL 20
叶林 BL F 杨华林 PBF 72 坡地 SFL 坡地 SFL 22
油松辽东栎林 MCF 70 撩荒地 AFL 撩荒地 AFL 25
温性针叶林 油松林 CPF 78 河流 RC 河流 RC 河流 RC 15
TCF 辽东栎油松林 CMF 75 村庄 RA 村庄 RA 村庄 RA 8
人工幼林 AP 人工幼林 AP 人工幼林 AP 65 其它 OT 裸岩 NR 裸岩 NR 10
疏林 OF 疏林 OF 疏林 OF 60 矿区 MA 矿区 MA 5
灌丛 SF 灌丛 SF 灌丛 SF 50 水库 RS 水库 RS 12
Notes : CF :Closed forest , AP :Artificial plantation , OF :Open forest , SF : Shrub forest , MD : Meadow , CL : Cutover land , TB : Thin bushland , FL : Farm2
land , RC :River corridor , RA :Risidential area , OT :Others , NCF :North coniferous forest , BL F :Broad - leaved forest , TCF : Temperate coniferous forest ,
SAM :Sub - alpine meadow , MMD :Mountainous meadow , NCL :New cutover land , OCL :Old cutover land ,VFL :Valley farmland , SFL :Sloped farmland ,
AFL :Abandoned farmland , NR :Naked rocky - area , MA :Minning area , RS :Reservoire , LAF :Larch forest , SPF :Spruce forest , LSF :Larch - spruce for2
est , SL F :Spruce - larch forest , L PF :Larch - poplar - birch forest , PL F : Poplar - birch - larch forest , PBF : Poplar - birch forest , MCF :Manchurian - oak -
chinese - pine forest , CPF :Chinese pine forest , CMF :Chinese - pine - manchurian - oak forest . The same below.
的时间替代关系.
2. 2 　研究方法
2. 2 . 1 资料收集 　研究资料以航空像片为主 ,林区图面材料和
资源清查材料为辅. 共收集到 4 期航片 :1959 年 1 ¬5 万的全色
片 ,放大为 1 ¬2. 5 万 ;1972 年 1 ¬3 万的全色片 ;1981 年 1 ¬2
万的彩红外片 ;1992 年 1 ¬5 万的彩红外片 ,放大为 1 ¬2. 5 万.
并收集了部分林相图和经理调查资料 ,因区划和标注粗略、资
料不全 ,仅起到辅助航片判读作用.
2. 2 . 2 景观要素类型划分 　根据研究目的、研究对象特点和航
片分辨性能 ,建立了以植被优势成分为主要依据的景观要素分
类系统 (表 1) . 确定了相应的划分标准和航片解译判读特征.
2. 2 . 3 景观图层的生成 　景观图层的生成采用“航片判读2转绘2校核2清绘2数字化2编辑2属性数据录入”的工作程序. 在 ARC/
INFO 软件支持下 ,生成 4 个时期的数字景观图层及相应的拓
扑数据库和属性数据库.
2. 2 . 4 景观异质性分析指标 　采用景观要素优势度指数、景观
多样性指数、景观斑块密度、景观边缘密度、景观镶嵌度指数和
景观聚集度指数 5 类指标. 1) 景观要素优势度 :应用群落生态
学中确定种群优势度的原理构造景观优势度指标 ,用以测度景
观受某类景观要素控制的程度 [1 ,3 ,4 ] .
Di =
1
4 DDi +
1
4 D Fi +
1
2 DCi
式中 , DDi 为相对密度 ,景观中第 i 类景观要素斑块数占景观
总斑块数之比. D Fi 为相对频度 ,景观网格中第 i 类景观要素出
现的样方数占总样方数之比. DCi 为相对盖度 ,景观中第 i 类景
观要素面积占景观总面积之比.
2)景观多样性指数与均匀度 :信息论中信息不确定性的测度方
法 ,作为景观多样性测度指标 ,可描述景观中斑块类型的不确
定性. 以 Shannon - Weaner 指数较常用[2 ] .
H = - ∑
M
i = 1
DCjLog2 DCj
式中 , M 为景观要素类型总数. N i 为第 i 类景观要素斑块数.
A i 为第 i 类景观要素面积 , A i = ∑
M
j
A ij . A 为景观总面积 , A =
∑
M
i = 1
A \ - i . 下同.
均匀度 ( E) 是景观实际多样性指数 ( H) 与最大多样性指数
( Hmax)的相对比值. 即 :
E = H/ Hmax 　　Hmax = - Log2 1M 3 )
3)景观斑块密度 :包括景观斑块密度和景观要素斑块密度. 景
观斑块密度 PD 是景观中全部斑块的单位面积斑块数. 景观要
素斑块密度 PDi 是景观中某类景观要素的单位面积斑块数.
PD = 1A ∑
M
j =1
N i 　　PDi =
N i
A i
4)景观边缘密度 :包括景观边缘密度和景观要素边缘密度. 景
观边缘密度 ( ED) 是单位面积上全部异质斑块间的边缘总长
度.景观要素边缘密度 ( EDi ) 是单位面积上某类景观要素斑块
与其它异质斑块间的边缘长度.
ED = 1A ∑
M
i = 1
∑
M
j = 1
EN ij 　EDi = 1A i ∑
M
j =1
EN ij 　( j ≠ i)
式中 , EN ij是第 i 类景观要素斑块与第 j 类景观要素斑块间的
边界长度. 下同.
5)景观镶嵌度指数 :镶嵌度指数描述景观中相邻生态系统 (斑
861 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10 卷
块)之间的生态学对比度[2 ] . 也可描述景观中某类景观要素与
相邻其它景观要素之间的相异程度.
PI = 1Et ∑
M
i = 1
∑
M
j = 1
EN ij ×Dij
式中 , Et 是景观中异质景观要素斑块间边界总长度 , Dij是各类
相邻景观要素之间的生态学相异性测度.
(6) 景观聚集度指数 :聚集度指数描述景观中异质景观要素之
间的团聚程度 ,即景观要素之间的相互分散性. 改进的相对聚
集度指数 RC 为 :
RC = 1 - C/ Cmax
式中 , C 为复杂性指数 , Cmax为 C 的最大可能取值.
C = - ∑
M
i =1
∑
M
j = 1
( EPij ×Log2 EPij) 　　Cmax = 2Log2 ( M)
式中 , EPij为第 i 类景观要素与第 j 类景观要素相邻接的概率.
实际计算中以两类景观要素之间共同边界长度 ( EN ij ) 占同一
分类等级上异质景观要素之间共同边界总长度 ( Et ) 之比作为
估计值. 即 EPij = EN ij / Et .
聚集度指数也可针对某一景观要素类型进行分析 ,即 RCi
= 1 - Ci / Cmax . 其中 ,
Ci = - ∑
M
j = 1
( EPij ×log2 EPij) 　　Cmax = Log2 ( M)
　　RC 值小表明景观由少数较大斑块组成 , RC 值大说明景
观由相互分散交错分布的异质小斑块组成. RCi 值小说明该类
景观要素仅与少数几类大斑块相聚集. RCi 值大 ,说明该类景
观要素与较多的异质斑块相聚集.
2. 2 . 5 分析数据来源 　上述各指标所需数据包括景观要素斑块
面积 A ij 、景观要素斑块间边缘长度 Pij 、景观要素间的生态相异
性测度 Dij和景观要素空间分布相对频度 D Fi . 其中 , A ij和 Pij由
ARC/ INFO 自动生成的 PA T 表和 AA T 表中相应数据经比例
尺转换 ,按斑块属性统计而得. 采用专家评分法 ,考虑景观要素
植被生产力水平、植被对生境的影响和改造潜力以及植被的生
态演替序列三方面因素 ,对各类景观要素进行生态势值综合评
分 ,以生态势值之差作为不同景观要素之间相异性 DIJ的测度
值. D Fi 通过统一网格图层与景观图层叠加生成复合图层后统
计而得. 在 ARC/ INFO 支持下 ,首先根据研究对象斑块破碎程
度确定网格大小 ,生成网格图层 ,然后与景观图层叠加 ,在叠加
后生成的 PA T 表中 ,分别景观要素类型统计样方数即可计算样
方频度. 本研究采用 5hm ×5hm 网格样方.
3 　结果与分析
3 . 1 　景观要素组成及优势度动态分析
研究地区不同时期各类景观要素优势度动态见图
1.由图 1 可见 ,研究地区各类景观要素中林地的优势
度最高 ,且自 1959 以来持续增长 ,尤以 1959～1972 年
增长幅度最大 ,处于景观恢复演替进程中. 人工幼林和
采伐迹地虽然始终处于较低水平 ,但自 1972 年以后持
续增长 ,说明生产经营性采伐逐年增长.
图 1 　景观要素优势度动态图
Fig. 1 Dynamic analysis on the dominancy indices of all landscape elements.
1) 1959 年 ,2) 1972 年 ,3) 1981 年 ,4) 1992 年.
　　疏林地优势度从 1959～1972 年显著下降 ,这是 50
年代林地受破坏形成的疏林得到恢复的结果 ;从 1972
～1981 年 ,由于加强管理使部分无林地恢复为疏林
地 ,优势度提高 ,从 1981～1992 年又有所下降 ,表明疏
林地转化为林地的速度比其形成的速度快. 灌丛的优
势度持续下降 ,多数转化为林地和疏林地.
居民点的优势度也处于低水平 ,但它是重要的干
扰源. 1959～1972 年 ,山庄窝铺式居民点数量增加 ,总
面积扩大 ,优势度提高. 1972～1981 年期间表现为相
反的变化过程. 1981～1992 年 ,随着保护区的建立 ,少
数小居民点适应林区旅游业发展的需要而得到恢复 ,
村民居住条件明显改善 ,村庄规模扩大 ,居民点优势度
再度提高. 农田在景观中的优势度从 1959～1981 年一
直以较大幅度下降 ,许多农田弃耕后变为灌丛或稀疏
灌草丛 ,路远的陡坡地随着农田产量的提高和当地群
众收入多元化而弃耕 ,优势度降低.
表 2 　林地各植被型面积、优势度动态分析
Tables 2 Dynamic analysis of area and dominance index of three forest types
林型
Forest types
面积 Area (hm2)
1959 1972 1981 1992
优势度 Dominance index
1959 1972 1981 1992
寒温性针叶林 NCF 9587 11266 12660 13025 0. 229 0. 263 0. 385 0. 263
落叶阔叶林 BL F 11126 11965 10611 9733 0. 272 0. 277 0. 246 0. 252
温性针叶林 TCF 4520 6169 7983 10100 0. 115 0. 142 0. 179 0. 212
　　由表 2 分析各森林植被型面积及优势度的变化可
见 ,寒温性针叶林和温性针叶林都呈持续增长趋势 ,山
地落叶阔叶林由 1959～1972 年有较大幅度增加 ,而后
又逐步下降 ,说明在森林总面积增长的同时森林类型
转换比较活跃. 1959～1981 年 ,森林总面积增长较快 ,
针叶林面积的增加更显著 ,特别是落叶松林、云杉林及
云杉与落叶松的混交林有较大幅度增加. 1981～1992
年 ,森林面积仍在稳定增长 ,但由于生产性间伐和滥伐
9612 期 　　　　　　　　　　　　　　　郭晋平等 :关帝山森林景观异质性及其动态的研究 　　　　　　　　　
强度加重 ,使针叶林郁闭度降低 ,出现林窗和林中空
地 ,导致先锋性阔叶树种侵入 ,落叶松林、云杉林、云杉
落叶松林、油松林的面积有所减少 ,而杨桦落叶松林、
辽东栎油松林的面积大幅度增加 ,落叶松云杉林的面
积也有较大幅度的增加 ,表现出森林内源演替和人为
干扰活动的共同影响.
3 . 2 　景观多样性动态分析
由表 3 可见 ,在 1 级分类水平上 ,景观的多样性以
1959 年最高 ,明显高于后 3 个时期 ,1972 年最低 ,而
1981 年与 1992 年相比变化不大 ,这是初期疏林和灌
丛优势度较高的结果. 在 2 级分类水平上 ,以 1981 年
最高 ,1959 年最低 ,且 1972 年略高于 1981 年. 这种变
化表明 ,随着温性针叶林面积增大 ,增加了 2 个面积较
均匀的景观要素 ,使 1992 年的景观多样性居于首位.
在森林恢复过程中 ,首先是被采伐和受破坏的林地恢
复为阔叶林 ,然后是落叶阔叶林向针叶林的转化与无
林地段上阔叶林的恢复并行 ,1981～1992 年期间 ,大
面积温性针叶林增加使 3 个森林植被型面积更趋均
衡. 在 3 级分类水平上 ,景观多样性的变化体现了森林
面积增加和类型转换的综合特征. 1959～1981 年 ,原
来面积较小的落叶松林、云杉林、云杉落叶松林、油松
林明显增加 ,而原来占优势的杨桦落叶松林、辽东栎油
松林增长速度较慢 ,各森林类型面积趋于均衡 ,景观多
样性提高 ;1981～992 年 ,杨桦落叶松林和辽东栎油松
林面积大幅度增加 ,而落叶松林、云杉林、油松林、云杉
落叶松林面积相对减少 ,景观多样性又有所下降.
表 3 　景观多样性指数和均匀度指数动态分析
Table 3 Dynamic analysis of landscape diversity index and evenness index
分类等级
Classification level
多样性指数 Diversity index
1959 1972 1981 1992
均匀度指数 Evenness index
1959 1972 1981 1992
1 2. 2344 2. 1310 2. 1906 2. 1817 0. 6726 0. 6160 0. 6332 0. 6307
2 3. 0604 2. 9179 3. 0455 3. 0907 0. 7658 0. 7885 0. 7795 0. 7911
3 3. 7800 3. 6727 3. 8882 3. 8299 0. 8246 0. 8498 0. 8719 0. 8588
3 . 3 　景观斑块密度和边缘密度动态分析
由表 4 可见 ,1959～1981 年期间 ,景观整体斑块
密度和边缘密度都在增加 ,其中林地的斑块密度以
1972 年为最高 ,而边缘密度保持持续下降趋势 ,表明
森林恢复初期 ,出现较多的由先锋树种组成的林地小
斑块 ,原有林地斑块面积也在扩大 ,非林地斑块被分
割 ,景观整体异质性提高 ;随着林地总面积扩大 ,大斑
块的增加超过小斑块的生成 ,斑块密度和边缘密度下
降. 1972～1981 年 ,林地斑块密度有明显下降 ,1981～
1992 年期间相对稳定. 同期的林地边缘密度有明显下
降 ,说明斑块的扩展和转换使异质斑块之间的边界缩
短. 其中 ,寒温性针叶林的斑块密度和边缘密度都呈持
续下降趋势 ,且 1959～1972 年期间下降幅度最大 ,但
同期斑块数不仅没有减少反而有较大幅度的增加 ,说
明寒温性针叶林恢复过程中 ,斑块扩展和合并过程始
终占主导地位. 温性针叶林的斑块密度 1959～1972 年
明显提高 ,此后又逐步下降 ,并再次低于寒温性针叶
林 ,表明 1959～1972 年期间 ,小斑块的生成速度远超
过斑块扩展和合并的速度. 1972～1981 年 ,小斑块形
成过程仍很活跃 ,在此期间斑块密度和边缘密度下降
幅度较小. 1981～1992 年 ,斑块扩展和合并过程占居
主导地位 ,斑块密度和边缘密度迅速下降. 山地落叶阔
叶林斑块密度和边缘密度的变化表明 ,1959～1972 年
期间 ,斑块面积扩展和大斑块形成占主导地位 ,随着许
多大斑块转化为针叶林 ,加上部分立地条件较差的小
斑块恢复成阔叶林 ,斑块密度和边缘密度持续提高.
表 4 　景观总体及林地各森林类型斑块密度和边缘密度动态分析
Table 4 Dynamic analysis of patch density and patch - edge density of landscape elements
景观要素
Landscape element
斑块密度 Patch density (piece·hm - 2)
1959 1972 1981 1992
边缘密度 Patch - edge density (hm·hm - 2)
1959 1972 1981 1992
总体 Total 3. 4087 3. 6432 3. 6439 3. 0528 51. 0 52. 8 53. 8 48. 7
林地 CF 3. 6525 3. 8528 3. 4979 3. 4979 71. 0 68. 2 64. 4 60. 6
寒温性针叶林 NCF 4. 1151 3. 1994 2. 6207 2. 0324 102. 9 76. 6 69. 1 64. 2
山地落叶阔叶林 BL F 4. 0354 3. 4214 3. 3158 3. 4333 83. 1 75. 6 82. 2 87. 1
温性针叶林 TCF 2. 5919 3. 0429 2. 9508 1. 9630 60. 1 73. 8 71. 1 62. 9
3 . 4 景观镶嵌度与聚集度动态分析
由表 5 可见 ,1972 年的景观总体镶嵌度最低 ,以
后又升高 ,并超过 1959 年的水平. 在进一步分析林地
镶嵌度时可以发现 ,林地镶嵌度与景观整体镶嵌度的
变化趋势一致 ,但变化并不同步. 1959～1972 年 ,林地
镶嵌度明显下降 ,其幅度远高于景观整体镶嵌度的下
降幅度 ,表明由人为破坏而被分割破碎化的林地 ,在这
一期经斑块扩展和恢复而相互邻接 ,岛状斑块减少.
1972～1981 年期间 ,景观总体镶嵌度又有较大幅度的
升高 ,表明立地条件较好的疏林和灌丛斑块恢复为林
071 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10 卷
地 ,岛状斑块大量增加 ,同时落叶松纯林、云杉落叶松
混交林和油松林斑块增加也使镶嵌度提高. 1981～
1992 年期间 ,经营性采伐和盗伐抑制了云杉林和云杉
落叶松的形成和发展 ,镶嵌度呈上升趋缓 ,但由于沿河
森林的恢复和河流延伸 ,加上林地的扩展与恢复增加
了林地与农田、灌草丛、草甸和灌丛之间的相邻边界 ,
表 5 　景观总体 3 个分类等级镶嵌度、聚集度动态分析
Table 5 Dynamic analysis of landscape patchness index and landscape contagion
分类等级
Classification level
镶嵌度 Patchness index (piece·hm - 2)
1959 1972 1981 1992
聚集度 Contagion (hm·hm - 2)
1959 1972 1981 1992
1 26. 2674 24. 2784 25. 9681 28. 1624 0. 7054 0. 6481 0. 7191 0. 7211
2 25. 0369 22. 8202 24. 0291 25. 3951 0. 7342 0. 7992 0. 7602 0. 7738
3 23. 6470 21. 7788 22. 8617 24. 2661 0. 7694 0. 7818 0. 8262 0. 8239
使景观镶嵌度保持上升趋势.
　　由表 5 可见 ,景观聚集度在 1 级分类水平上以
1972 年最低 ,但 2 级和 3 级分类水平的聚集度变化完
全不同. 这表明 ,1959～1972 年 ,受破坏后保留林地斑
块扩展和迹地恢复使林地斑块扩大 ,斑块相互连接 ,使
1 级分类水平上聚集度明显降低 ,但恢复起来的林地
树种组成或森林类型与原有林地不同 ,使 2 级和 3 级
分类水平的聚集度升高. 1972～1981 年 ,立地条件较
好的灌丛、疏林斑块上森林得到恢复 ,加上针叶林斑块
的增加使景观整体聚集度进一步升高. 1981～1992
年 ,源于森林群落内源演替的大斑块形成和扩展过程
逐步占据主导地位 ,景观聚集度呈升高趋缓.
4 　结 　　论
411 　景观要素优势度指数、景观多样性指数、景观斑
块密度、景观边缘密度、景观镶嵌度指数和景观聚集度
指数可以从不同侧面反映景观组成结构的基本特征.
要想全面揭示景观的空间异质性 ,必须对上述各指标
进行综合分析.
412 　研究表明 ,自 50 年代末以来 ,关帝山森林景观在
环境异质性和人为活动的共同控制下 ,各个时期表现
出不同的动态特征. 1959～1972 年为森林迅速恢复初
期 ,在立地条件较好的地段森林植被得到迅速恢复 ,形
成以山地落叶阔叶林为主体 ,林地占优势的森林景观 ,
景观异质性略有下降. 1972～1981 年为森林恢复与加
速分化期 ,森林恢复过程加强 ,由森林内源演替引起的
森林类型转化加快 ,森林质量提高 ,林地斑块扩大 ,非
林地斑块被分割缩小 ,景观总体异质性提高. 1981～
1992 年为森林恢复与分化停滞期 ,森林继续得到恢
复 ,但高质量林分的形成和分化趋缓.
413 　在人为活动频繁的次生林区 ,森林恢复初期以先
锋树种林地小斑块的形成为主 ,随着林地斑块面积扩
大 ,非林地斑块被分割 ,大斑块的增加超过小斑块的生
成. 其中寒温性针叶林斑块扩展和合并过程始终占主
导地位. 温性针叶林由初期小斑块形成速度远超过斑
块扩展和合并速度 ,逐步过渡到斑块扩展和合并占据
主导地位. 山地落叶阔叶林在恢复初期以大斑块形成
占主导地位 ,逐步转化为以小斑块形成为主.
414 　森林恢复过程中景观镶嵌度和聚集度发生显著
变化. 初期低生态势植被的恢复使景观镶嵌度下降聚
集度升高 ,随着森林的进一步恢复和内源演替引起的
森林类型转换 ,景观镶嵌度升高 ,聚集度继续升高. 在
山地林区 ,上述过程的进一步发展使森林类型空间分
布逐步与环境梯度分布趋于一致 ,景观镶嵌度和聚集
度逐步下降 ,而人为活动将使景观维持较高的镶嵌度
和聚集度.
参考文献
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作者简介 　郭晋平 ,男 ,1963 年出生 ,博士后 ,副教授 ,从事景观
生态学研究 ,第一作者发表论文 20 篇 ,合作发表 7 篇.
1712 期 　　　　　　　　　　　　　　　郭晋平等 :关帝山森林景观异质性及其动态的研究