全 文 ：西双版纳勐养自然保护区的空间结构
与土地利用现状评价 3
杨树华　彭明春　(云南大学生态学与地植物学研究所 ,昆明 650091)
【摘要】　利用 GIS技术研制了保护区土地利用现状图. 采用多样性、丰富度、优势度、破碎
度和分离度对保护区的空间结构和土地利用现状进行了评价. 结果表明 ,保护区的土地利
用以季风常绿阔叶林为主 ,主要保护类型的分布面积很小 ;区域空间结构的多样性和破碎
度随干扰强度而增加 ;自然景观的分离度与人类活动的强度呈正比 ,干扰景观的分离度与
人类活动强度呈反比 ;现行功能区划分不尽合理 ,应适当调整功能区划.
关键词 　自然保护区 　空间结构 　土地利用
An assessment on the spatial structure and present land2use in Mengyang Nature Reserve of
Xishuangbanna. Yang Shuhua and Peng Mingchun ( Institute of Ecology and Geobotany ,
Yunnan U niversity , Kunming 650091) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,1997 ,8 (supp. ) :44～49.
The map of present land2use in Mengyang Nature Reserve was drawn by GIS method. Five in2
dices i. e. , abundance , diversity , dominance , fragmentation and isolation were chosen to evalu2
ate the present situation of land2use and spatial structure. Monsoon evergreen broad2leaved for2
est is the major land2use type , and protected seasonal rainforest is rare. The diversity and frag2
mentation of spatial structure increase with the disturbance intensity. The isolation value of nat2
ural landscape is in direct ratio to the intensity of human activity , while that of disturbed land2
scape is on the contrary. It is suggested that the division of present function zones is not satis2
factory , and should be adjusted.
Key words 　Nature reserve , Spatial structure , Land2use.
　　3 加拿大国际发展研究中心 ( IDRC) 和云南省科委
资助项目 (9428011) .
1997 年 5 月 9 日收稿 ,8 月 28 日接受.
1 　引 　　言
自然保护区是一种强化自然保护的手
段 ,根据特定的保护对象 ,把一定面积的地
域划分出来进行特殊的保护与管理. 因此 ,
在常规的土地利用现状调查中 ,自然保护
区是作为一种特殊用地划分的 ,在划定的
保护区界限内 ,一般不进行详细的土地利
用调查 ,对保护区内的土地利用和管理带
来较大困难.
保护区的土地利用现状及其空间结
构 ,对保护区的有效保护和管理至关重大.
特别是在西双版纳地区 ,由于自然条件复
杂造成的生境多样性 ,和历史原因带来的
保护区内居住多种民族的现实 ,保护区内
的土地利用状况实际上是较为复杂的. 本
文利用 GIS 技术研究勐养保护区的土地利
用现状 , 探索研制自然保护区土地利用现
状的方法 ,并用景观生态学的原理和方法
分析其空间结构 ,特别是核心区的土地利
用和空间结构 ,评价其合理程度及其对保
护目标的影响 ,为保护区的土地利用规划
和管理提供科学依据.
2 　研究区概况与研究方法
2. 1 　研究区概况 　
勐养保护区座落在西双版纳州景洪县内 ,面
应 用 生 态 学 报 　1997 年 10 月 　第 8 卷 　增刊 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 1997 ,8 (supp. )∶44～49
积约 1000 km2 [5 ] . 地貌以山原和侵蚀中山为主 ,除
边缘地带及大河支流附近为深切而陡峻的山地
外 ,内部分水岭部位起伏和缓 ,大部分山丘高度分
布在 1100～1300 m 之间. 北部地面较为平缓 ,浅
丘与宽谷广泛分布. 南部及大河两岸的高原面受
到分割 ,但还保存着高度相近的山峰线. 接近盆地
与河谷的底部 ,以绝对高度较低 ,较破碎的低山浅
丘占优势. 保护区内的土壤母岩多为砂岩和粉砂
岩 ,有少量的泥岩和灰岩. 地带性土壤为赤红壤和
砖红壤 ,以赤红壤分布面积最大 ,并有一定数量的
紫色土和石灰土分布. 保护区内的植被多为季风
常绿阔叶林 ,在海拔 1000 m 以下沟谷和低丘地带
有一定面积的季节雨林和山地雨林.
勐养保护区内居住着基诺、傣、布朗、哈尼和
汉族等 6 种民族近 5000 人 ,受自然条件及生活习
惯和教育程度的影响 ,土地利用方式有较大的差
异.
根据云南省自然保护区的划分原则和依据 ,
勐养保护区以热带季节雨林、山地雨林和珍稀动
植物为保护对象[1 ] . 按照人为活动程度的不同 ,保
护区将东西两侧森林保存较好的地区划为核心区
(在以下的分析中 ,东部核心区称核心区 1 , 西部
的称核心区 2) ,其余的部分为试验区.
2. 2 　研究方法
2. 2 . 1 土地利用类型的划分 　自然保护区土地利
用类型的划分目前尚无一定标准 . 根据勐养保护
区的保护目的 ,土地利用方面的研究和管理对植
被类型的要求较为详细. 因此 ,勐养保护区土地利
用类型的划分参照全国县级土地利用调查分类系
统 ,结合保护区的实际情况共分为 7 类 ,即耕地
(包括旱地和水田) 、园地 (包括茶园和橡胶园) 、林
地、灌草丛、居民用地 (包括保护区的管理用地) 、
交通用地和水域. 为了突出主要保护对象 ,在林地
类中又划分出 6 个亚类 ,即季节雨林、山地雨林、
季雨林、季风常绿阔叶林、针叶林和竹林. 按人为
活动程度的差异 ,将林地和水域视为自然景观 ;耕
地、园地、灌草丛、居民用地和交通用地视为干扰
景观.
2. 2 . 2 土地利用现状图的研制 　采用 GIS 技术研
制保护区土地利用现状图. 在 ARC/ INFRO 和
ARC/ V EIWR 软件的支持下 ,将下列基础图件数
字化录入 :
植被类型图 (1 :5 万 ,本所欧晓昆等经野外实
地调查后绘制)
耕地分布图 (根据中国科学院遥感所提供的
卫星遥感图 (1995 年转绘 ,1∶5 万)
道路图 (1∶5 万)
居民点分布图 (1∶5 万)
水系图 (1∶5 万)
以植被类型图为底图 ,将上述 5 幅基础图件
迭置 ,并按照拟定的土地利用类型分类系统进行
归并 ,完成保护区土地利用现状图并计算面积. 以
功能区为基本单元进行空间结构分析和评价.
2. 2. 3 空间结构指标和计算方法 　采用丰富度、
多样性、优势度、破碎度和分离度分析保护区的空
间结构 ,计算公式为 :
丰富度指指数 ( R) [3 ]
R = ( T/ Tmax) ×100 % (1)
式中 , T 是区域中土地利用系统类型的总数 ,
Tmax 是整个自然保护区中土地利用类型的总
数.
多样性指数 ( H) [2 ,4 ]
H = - ∑
n
i =1
Pi ·log Pi (2)
式中 , n 为土地利用类型的数目 , Pi 为第 i 个土地
利用类型所占的区域比例.
优势度指数 ( D) [4 ]
D = log n + ∑
n
i = 1
Pilog Pi (3)
式中 , n 是区域中土地利用类型的总数. Pi 为土
地利用类型 i 在区域中的所占的比例.
破碎度指数[3 ]
C = ∑niA (4)
式中 , ∑ni 是各土地利用类型总块数 , A 是区域
总面积.
分离度指数[4 ]
Fi = DiS i (5)
式中 , Di 为土地利用类型 i 的距离指数 , Di = 1/ 2
n/ A ; S i 为土地利用类型 i 的面积指数 ; S i =
A i/ A , A 为区域的总面积 ; A i 为利用类型 i 的总
面积 , n 表示土地利用类型 i 的斑块数.
54增刊 　　　　杨树华等 :西双版纳勐养自然保护区的空间结构与土地利用现状评价 　　　
3 　结果与分析
3 . 1 　土地利用现状
3 . 1 . 1 各类土地的面积和斑块数 　GIS 计
算结果 , 勐养保护区的土地总面积为
113368 hm2 ,其中自然景观 100503 hm2 ,占
88. 65 % ,干扰景观 12865 hm2 ,占11. 35 %.
在自然景观中 ,季风常绿阔叶林的面积最
大 ,占保护区面积的 69. 01 % ,其次是竹林 ,
占 9 % ,而两个主要保护类型 ,季节雨林和
山地雨林的面积仅占保护区面积的 5. 58 %
和 4. 28 %. 干扰景观中 ,面积最大的是灌草
丛 ,占 8. 55 % , 耕地占 2. 26 % , 园地占
0. 39 % ,其余的土地利用类型面积都较小 ,
仅占保护区面积的 0. 88 %.
在整个保护区中 ,各类土地利用类型
的斑块数共 1022 个 ,其中自然景观类型的
斑块 439 个 ,占 42. 95 % ,干扰景观类型的
斑块 583 个 ,占 57. 05 %. 在自然景观中 ,除
由于水网复杂造成的水域外 ,斑块的数量
少而平均面积大. 干扰景观则相反 ,斑块数
量大但平均面积小 ,特别是干扰强度较大
的耕地 , 斑块数占保护区斑块总数的
32. 09 % ,但其平均面积仅为 8 hm2 (表 1) .
3 . 1 . 2 各功能区土地利用状况 　保护区中
两个核心区的面积为61619 hm2 ,占保护区
面积的 54. 35 % ,其中东部核心区 (核心区
1) 33696 hm2 ,占 54. 68 % ,西部核心区 (核
心区 2) 27923 hm2 ,占 45. 32 %. 核心区 1
的土地利用类型较少 ,以季风常绿阔叶林
的面积最大 ,占 77. 35 % ,其次为灌草丛 ,占
12. 43 % ,季节雨林和山地雨林占其面积的
1. 57 %和 7. 00 %. 核心区 2 的土地利用类
型较多 ,虽然仍以季风常绿阔叶林为优势 ,
但季节雨林的面积显著增加 ,占核心区 2
面积的 6. 33 % ,是核心区 1 季节雨林面积
的 3 倍. 干扰景观的面积和所占比例也显
著高于核心区 1 ,其中耕地面积是核心区 1
的 1. 5 倍 ,居民用地面积是核心区 1 的 3
倍.
表 1 　勐养保护区土地利用现状
Table 1 Present landuse in Mengyang Nature Reserve
类型
Type
面积 Area
(hm2)
% 斑块数量
Patch
number
% 平均面积
Area each
patch (hm2)
Ⅰ 2547 2. 26 328 32. 09 8
Ⅱ 446 0. 39 42 4. 11 11
Ⅲ 6299 5. 58 99 9. 67 64
Ⅳ 5285 4. 28 27 2. 64 196
Ⅴ 151 0. 13 1 0. 01 151
Ⅵ 77923 69. 01 59 5. 77 1321
Ⅶ 309 0. 27 4 0. 39 77
Ⅷ 10503 9. 3 48 4. 69 219
Ⅸ 9644 8. 55 46 4. 50 210
Ⅹ 213 0. 19 71 6. 95 3
Ⅺ 16 0. 01 96 9. 39 0. 16
Ⅻ 33 0. 03 201 19. 67 0. 16
合计 113369 100. 00 1022 100. 00
Total
Ⅰ.耕地 Cultivated field , Ⅱ. 园地 Plantation garden , Ⅲ季
节雨林 Seasonal rain forest , Ⅳ山地雨林 Mountain rain for2
est , Ⅴ季雨林 Monsoon rain forest , Ⅵ季风常绿阔叶林
Monsoon evergree broad2leaf forest , Ⅶ针叶林 Pine forest ,
Ⅷ竹林 Bamboo forest , Ⅸ灌草丛 Brush , Ⅹ居民用地 Resi2
dential site , Ⅺ交通用地 Road , Ⅻ水域 Streams.
　　试验区总面积为 51749 hm2 ,占保护区
面积的 45. 65 % , 季风常绿阔叶林面积
35871 hm2 ,占 69. 32 % ,季节雨林和山地雨
林的面积分布较大 ,其中季节雨林 4003
hm2 ,占保护区季节雨林总面积的63. 56 % ,
是保护区中面积分布最大的区域 ,山地雨
林 1833 hm2 ,占保护区山地雨林面积的
36. 33 %. 试验区中干扰景观的用地显著
地高于核心区 ,其中耕地 1976 hm2 ,占保护
区耕地面积的 86. 21 % ,园地 397 hm2 ,占
72. 38 % ,居民用地 154 hm2 ,占 79. 94 % ,
交通用地 13 hm2 ,占 81 % ,分别是核心区
这些类型的 6. 25、8. 16、2. 62 和 3. 98 倍
(表 2) .
　　两个核心区共有各类斑块 339 个 ,占
保护区斑块数的 33. 17 % ,其中核心区 1 的
121 块 ,占 35. 69 % ,核心区 2 的 218 块 ,占
64 . 31 %. 在核心区1中 ,耕地和灌草丛的
64 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　8 卷
表 2 　各功能区土地利用现状
Table 2 Present landuse in different function region
类型
Type
核心区 1
Core region 1
面积
Area
(hm2)
%
核心区 2
Core region 2
面积
Area
(hm2)
%
试验区 1
Tested region
面积
Area
(hm2)
%
Ⅰ 221 0. 66 350 1. 25 1976 3. 82
Ⅱ - - 49 0. 17 397 0. 77
Ⅲ 528 1. 57 1767 6. 33 4003 7. 74
Ⅳ 2360 7. 00 1093 3. 91 1833 3. 54
Ⅴ - - 150 0. 54 - -
Ⅵ 26072 77. 37 15980 57. 23 35871 69. 32
Ⅶ 309 0. 92 - - - -
Ⅷ - - 6756 24. 20 3747 7. 24
Ⅸ 4185 12. 42 1724 6. 17 3736 7. 21
Ⅹ 15 0. 04 43 0. 15 154 0. 30
Ⅺ - - 3 0. 01 13 0. 03
Ⅻ 6 0. 02 8 0. 03 20 0. 04
合计 33696 100. 00 27923 100. 00 51749 100. 00
Total
斑块数较多 ,分别占其斑块总数的 23. 96 %
和 18. 18 % ,季节雨林和山地雨林的斑块数
较少 ,仅占其总数的 2. 48 %和 5. 79 %. 核
心区 2 中各类干扰景观的斑块数等都显著
高于核心区 1 ,其中季节雨林的斑块数是核
心区 1 的 12 倍.
试验区的斑块数为 683 块 ,占保护区
总斑块数的 66. 83 % ,其显著特点是耕地、
园地、居民用地、交通用地等干扰景观的斑
块数显著高于两个核心区 ,其中耕地 264
块 ,占试验区斑块总数的 38. 65 %. 季节雨
林和山地雨林的斑块数也分别是核心区 1
的 20 倍、2. 3 倍和核心区 2 的 1. 8 倍、4 倍
(表 3) .
　　根据以上分析 ,保护区土地利用的主
要特点是 :保护区以季节雨林和山地雨林
为保护对象 ,但土地利用则以季风常绿阔
叶林为主 ,季节雨林和山地雨林的面积很
小并大都分布在试验区 ,保护对象的分布
与功能区的设置显然不相符 ;保护区中一
般情况是自然景观斑块数少 ,平均面积较
大 ,而干扰景观的斑块数多 ,平均面积很
小 ,但是在季节雨林和山地雨林分布的地
段 ,由于水热条件较好 ,耕地的开垦和村寨
的修建造成了较多的干扰景观斑块并使季
节雨林和山地雨林斑块量增多平均面积变
小 ,对生境和物种的保护造成严重影响 ;从
主要保护对象的分布状况来看 ,核心区 2
的重要性大于核心区 1 ,但目前核心区 2 的
干扰程度已显著大于核心区 1 ,与两个核心
区相比 ,试验区的干扰程度之大也是显而
易见的.
表 3 　各功能区土地利用的斑块数
Table 3 Patch number in different function region
类型
Type
核心区 1
Core region 1
块数
Number %
核心区 2
Core region 2
块数
Number %
试验区 1
Tested region
块数
Number %
Ⅰ 29 23. 96 35 16. 06 264 38. 65
Ⅱ - - 4 1. 83 38 5. 56
Ⅲ 3 2. 48 36 16. 51 60 8. 78
Ⅳ 7 5. 79 4 1. 83 16 2. 34
Ⅴ - - 1 0. 46 - -
Ⅵ 8 6. 61 14 6. 42 37 5. 42
Ⅶ 4 3. 31 - - - -
Ⅷ - - 29 13. 30 19 2. 78
Ⅸ 22 18. 18 6 2. 75 18 2. 64
Ⅹ 6 4. 96 14 6. 42 51 7. 47
Ⅺ - - 24 11. 01 72 10. 54
Ⅻ 42 34. 71 51 23. 39 108 15. 81
合计 121 100. 00 218 100. 00 683 100. 00
Total
3 . 2 　空间结构分析
3 . 2 . 1 多样性和优势度 　多样性和优势度
从两个不同的侧面反映区域空间结构的丰
富程度和受一种或几种土地利用类型支配
的程度. 对于土地利用类型相同的不同区
域 ,多样性指数越大 ,其优势度就越小. 表 4
是各功能区的各项空间结构指标数值. 在
表 4 中 ,除核心区 1 的多样性指数较低外 ,
多样性指数都相对较高. 从土地利用构成
的比例来看 ,核心区 2 的干扰景观类型 ,特
别是耕地和居民用地的面积显著高于核心
区 1 ,而试验区的耕地面积和居民用地面积
74增刊 　　　　杨树华等 :西双版纳勐养自然保护区的空间结构与土地利用现状评价 　　　
又显著高于核心区. 由此可见 ,在以山地为
主的区域中 ,景观空间结构的多样性随干
扰程度的加大而增加 ,这与平原地区所得
到的结论相反[4 ] .
无论是在核心区或试验区 ,优势度都
相对较高 ,说明整个勐养保护区基本上以
季风常绿阔叶林为基质 ,其它的土地利用
类型仅作为镶嵌体分布于其间.
表 4 　勐养保护区的空间结构指标
Table 4 Index value of space structure in Mengyang Nature
Reserve
区　域
Region
　
丰富度
Abundan2
ce
多样性
Diversi2
ty
优势度
Dominan2
ce
破碎度
Fragmen2
tation
核心区 1 0. 69 0. 4189 0. 4862 0. 036
Core region 1
核心区 2 0. 92 0. 5381 0. 4516 0. 076
Core region 2
试验区 0. 83 0. 4840 0. 5160 0. 130
Tested region
保护区 1. 00 0. 5536 0. 5256 0. 089
Total
3 . 2 . 2 破碎度 　破碎度反映区域被分割的
程度. 在自然保护区中 ,许多受保护物种的
生存要求有大面积的自然生境 ,随着区域
的破碎化 ,将直接影响这些物种的生存、繁
殖和迁移. 表 4 中 ,破碎度指标的变化趋势
与多样性指标的变化趋势相同 :核心区 2
的破碎度指标是核心区 1 破碎度指标的 2
倍 ,而在试验区中 ,由于保护的强度和对土
地利用的限制都不如核心区 ,破碎度指数
显著大于核心区. 由此可见 ,保护区的破碎
度与干扰程度密切相关. 尽管如此 ,整个保
护区的破碎度指标都相对较低 ,地面破碎
程度不大 ,说明保护区的建立和管理对此
起到了保证作用.
3 . 2 . 3 分离度 　分离度指某一土地利用类
型中不同斑块个体分布的分离程度. 当某
一土地利用类型的斑块个数为定数时 ,其
面积占总面积的比例越大 ,其分离度越小 ,
反之 ,分离度越大. 表 5 是保护区几种主要
土地利用类型的分离度指标. 在表 5 中 ,主
要土地利用类型的的分离度特征主要表现
在两个方面 :干扰景观类型 ,主要是耕地、
园地和居民用地 ,其分离度的大小与干扰
强度呈反比 ,在人类活动较强的试验区和
核心区 2 中 ,耕地、园地和居民用地的分离
度显著小于核心区 1 ;对自然景观类型而
言 ,除核心区 1 的季节雨林分布面积极小 ,
其分离度值较大以外 ,在一定的面积范围
内 ,其分离度的大小与干扰强度呈正比 ,如
核心区 1 山地雨林的分离度为 0. 10 ,核心
区 2 的是 0. 15 ,在试验区中则达 0. 33.
表 5 　勐养保护区几种主要土地利用类型的分离度
Table 5 Isolation value of several landuse types in
Mengyang Nature Reserve
类型
Type
核心区 1
Core re2
gion 1
核心区 2
Core re2
gion 1
试验区
Test re2
gion
保护区
Total
季节雨林 2. 94 0. 28 0. 22 0. 27
Tropical rain forest
山地雨林 0. 10 0. 15 0. 33 0. 36
Mountain rain forest
耕　　地 2. 31 1. 42 0. 94 1. 20
Cultivation land
园　　地 - 2. 65 1. 77 2. 49
Garden plot
居民用地 14. 56 7. 46 5. 23 6. 70
Residential site
4 　结 　　论
4 . 1 　勐养保护区是以季风常绿阔叶林为
基质的区域 ,热带雨林镶嵌式分布于低海
拔地区 ,面积小 ,且分离度值高.
4 . 2 　主要保护类型的分离度指标对分析
自然保护区的土地利用是否合理具有重要
价值. 对以植被类型为主要保护对象的自
然保护区而言 ,保持主要类型具有最小的
分离度 ,是实现保护目标的重要基础.
4 . 3 　保护区空间结构与人类活动密切相
关 ,随着人类活动的加剧 ,多样性指数和破
碎度指数增加. 目前保护区已受到一定程
84 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　8 卷
度的干扰 ,特别是核心区 2 ,应加强管理 ,严
格限制耕地和居民用地的增加.
4 . 4 　保护区现行功能区的划分不尽合理 ,
试验区中有较大面积的季节雨林和山地雨
林 ,而在核心区 1 中 ,则主要是大面积的季
风常绿阔叶林 ,主要保护对象的分布面积
极小. 建议将试验区季节雨林分布集中的
地段归入核心区 2 中 ,撤消核心区 1 ,扩大
核心区 2 的范围并加强对其进行重点保
护 ,调整试验区的范围 ,并考虑在核心区与
试验区之间建立缓冲带.
需要说明的是 ,保护区功能区界限的
最后划定是非常复杂的 ,需要有更详细的
研究来支撑 ,以上所提只是初步设想和建
议.
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94增刊 　　　　杨树华等 :西双版纳勐养自然保护区的空间结构与土地利用现状评价