免费文献传递   相关文献

Assistant assessment of landscape indices for general planning program of Wusuli River National Forest Park

乌苏里江国家森林公园规划方案的景观指数辅助评价



全 文 :应用生态学报  2002 年 1 月  第 13 卷  第 1 期
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Jan. 2002 ,13 (1) :31~34
乌苏里江国家森林公园规划方案的景观
指数辅助评价 3
钟林生1 3 3  肖笃宁2  陈文波2  
(1 中国科学院地理科学与资源研究所 ,北京 100101 ;2 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016)
【摘要】 通过对比分析景观指数的变化情况 ,评价了乌苏里江国家森林公园总体规划方案的合理性. 计算
发现规划前后斑块数从 413 减少到 401 ,香农均匀度指数从 01755 提高到 01787 ,优势度指数从 251547 减
少至 241500. 景观破碎化程度降低 ,反映廓道特征的 r 指数、a 指数和主要景点之间的景观引力值都有所
增加 ,表明规划改善了公园的景观空间结构 ,提高了景观系统的稳定性和风景质量 ,有利于生态环境保护
和生态旅游的发展.
关键词  森林公园  总体规划  景观指数  评价
文章编号  1001 - 9332 (2002) 01 - 0031 - 04  中图分类号  Q149  文献标识码  A
Assistant assessment of landscape indices for general planning program of Wusuli River National Forest Park.
ZHON G Linsheng1 ,XIAO Duning2 ,CHEN Wenbo2 (1 Institute of Geographical Sciences and N atural Resources ,
Chinese Academy of Sciences , Beijing 100101 ;2 Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences ,
S henyang 110016) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (1) :31~34.
Landscape indices provide quantitative information about landscape pattern and predict some ecological processes.
Rationality of Wusuli River National Forest Park’general planning program was evaluated by comparatively ana2
lyzing the landscape indices change. The results indicated that the number of patch decreased from 413 to 401 ,
Shannon’s evenness index increased from 01755 to 01787 ,and predominant index decreased from 251547 to
241500. In addition ,the network connectivity index ,the network circuitry index ,and landscape attractive power
between scenic spot were increased ,and the extent of landscape fragmentation was decreased. So , the planning
would improve the landscape pattern ,enhance ecosystem stability and landscape quality ,and be useful for ecologi2
cal protection and ecotourism development .
Key words  Forest park , General planning , Landscape indices , Assessment .
3 国家自然科学基金资助项目 (49971007) .3 3 通讯联系人.
2000 - 07 - 12 收稿 ,2001 - 08 - 13 接受.
1  引   言
森林公园是以良好的森林景观和生态环境为主
体 ,融合自然景观与人文景观 ,利用森林的多种功
能 ,以开展森林生态旅游为宗旨 ,供人们进行观光游
览、度假休闲、保健疗养、科学教育、文化娱乐等活动
的场所[8 ,13 ] . 到 2000 年初 ,我国共有各类森林公园
900 余处 ,经营总面积超过 8. 0 ×106hm2 ,其中国家
级森林公园 319 处[15 ] . 总体规划是森林公园开发建
设的重要环节和必要步骤 ,是公园今后能否实现可
持续发展的关键 ,因此对规划方案的评价应该引起
重视. 但以往对规划方案的评价以定性居多 ,凭主观
的经验评价判断 ,评价标准因人而异 ,常常缺乏科学
性 ,所以需要一些定量化的数据来辅助评价 ,本文试
图以乌苏里江国家森林公园 (简称公园)为例来探讨
森林公园总体规划的景观指数评价方法.
2  研究区域与研究方法
211  公园概况
该公园位于黑龙江省虎林市境内 ,总面积 23014hm2 ,属
滨江低平原地貌类型 ,平均海拔 65m 左右 ,地处寒温带大陆
性季风气候区 ,植物种类繁多 ,地带性植被为温带针阔叶混
交林 ,野生动物资源丰富 ,生态环境优美 ,适合开展生态旅游
活动. 公园所在的虎林市是全国生态示范区 ,1992 年跻身于
全国农村综合实力百强县 [6 ] .
依据国家有关总体规划设计的要求 [4 ] ,对公园进行了总
体规划 ,规划内容除基本情况分析外 ,主要包括项目系统与
支撑系统规划两部分 ,根据生态旅游景观适宜性水平、生态
旅游资源的发展潜力、旅游者的旅游需求、不同旅游活动与
设施对环境条件的要求等因素 ,新增旅游景点共 22 处 ,同时
为保证公园内森林生态旅游活动的顺利开展 ,进行了保护工
程、基础设施、服务设施、组织管理等的规划和投入产出分
析[5 ] .
212  景观指数评价方法
21211  斑块特征指数  斑块的特征借助于美国俄勒冈州立
大学开发的 Fragstats 软件计算出来的指数来分析. 如果把
旅游目的地视为景观系统 ,某旅游资源类型或用地类型都可
以称作斑块类型. 斑块类型特征包括面积、数量、比例、形状、
破碎化程度 ,影响着斑块的能量流、物质流、信息流、价值流、
异质性和稳定性[7 ,10 ] ,以及游客的视觉感知 ,为规划建设提
供理论依据. 斑块类型面积 (CA) 、斑块数量 (NP)是反映斑块
类型规模、大小的指数 ,平均斑块分维数 (MPFD) 是反映斑
块类型形状的指数 ,景观破碎化的指数有景观斑块数破碎化
指数为 FN、景观形状破碎化指数 FS[12 ] . 斑块总体构成一个
景观 ,表征景观内斑块间相互关系的多样性指数常用的有 3
个 :丰富度、均匀度、优势度[11 ] .
21212  廊道特征指数  Forman[2 ]认为廊道起着运输、保护、
资源和观赏的作用. 因此 ,廊道在公园的总体规划中很重要 ,
尤其是游路组织上更应充分考虑 ,既要保证游客观赏到特色
各异的景点 ,又要求廊道建设从总体上不破坏景观美学质量
和生态环境 ,还要考虑动植物的栖息环境 [14 ] . 考虑的指数主
要有 :表示景观中某一廊道类型总长度的 TC 值 ,表示某廊
道总长度除以景观总面积得出的密度值 CD ,反映交通网络
各节点之间相互连接的程度连接度 (r) ,表示能流、物流和物
种迁移提供可选择路线程度的环度 (a) .
21213  景观引力  相互连接的廊道形成网络 ,廊道的交叉
处或终端称为网络的节点 ,在旅游区 ,节点主要指景点或居
民区 ,不同景点其风景质量不同 ,景点的风景质量与连接它
们的廊道一起影响着旅游者通过网络的流动. 测量两节点间
相互作用的常用方法是重力模型 (源于物理学上的万有引力
定律) [3 ] ,将其修正后用来表示旅游区内两景点之间的吸引
力 : Iij = k ( Pi ×Pj) / d2 . 式中 , Iij表示景点 i 和 j 之间相互吸
引力 ,称为景观引力 , Pi 、Pj 分别为景点 i 与景点 j 的旅游资
源特征值 (专家打分获得) , d 为两景点间的实际距离 , k 是
联系方程与特定研究对象 (如势能、水分和野生动物 ,这里指
游客的感受)的常数.景观引力能够反映游客在两景点之间流
动的愿望 ,如果两景点的景观质量较高 ,其吸引力也越大 ,游
客游览完一景点之后 ,愿意出游到另一景点的可能性越大.
3  结果与分析
311  景观指数计算结果
利用当地有关部门提供的资料 ,结合遥感影像
图校验与现场考察 ,根据研究目的 ,将斑块类型划分
为 12 类 :水田、旱地、森林、灌木、公路、河流、湖沼、
河漫滩、草地、沼泽地、居民点、游憩地 ,标绘于 1∶
100000 的地形图上 ,形成景观格局现状图 (图 1) . 经
采取规划调整措施后 ,公园的景观格局发生了初步
变化 ,形成规划后的景观格局 ,规划前后公园部分景
观指数计算结果见表 1.
312  景观生态学效应分析
表 1  公园规划前后各斑块类型的景观指数
Table 1 Landscape indices of forest park before and after planning
斑块类型
Patch type
CA
BP AP
NP
BP AP
MPFD
BP AP
FN
BP AP
FS
BP AP
水田 Paddy field 4331246 3501302 28 23 11284 11283 01036 01029 01461 01413
旱地 Dry land 51671501 49081865 158 141 11290 11289 01446 01424 01538 01536
乔木林 Forest 17271030 18091079 37 45 11297 11303 01146 01154 01597 01588
灌木 Shrub 10161567 10441474 43 43 11298 11297 01086 01089 01544 01545
公路 Road 1231438 1301361 2 2 11540 11545 01005 01006 01902 01907
河流 River 9911344 9911344 1 1 11460 11460 0 0 01911 01911
湖沼 Lake and pond 4211660 4211660 15 16 11349 11354 01034 01034 01733 01708
河漫滩 Flood land 55031303 55901317 7 7 11293 11293 01410 01416 01758 01755
草地 Grassland 11731753 11571765 49 48 11290 11291 01100 01099 01555 01557
沼泽地 Wetland 62221619 63501936 52 53 11314 11311 01530 01542 01767 01764
居民点 Village 2221504 2221504 19 19 11286 11286 01010 01018 01273 01273
游憩地 Recreation land 111045 361393 2 3 11335 11330 01001 01002 01448 01258
CA :斑块类型面积 Class area ,NP :斑块数量 Number of patches ,MPFD :平均斑块分维数 Mean patch fractal dimension ,FN :景观斑块数破碎化指
数 Fragmentation indices of patch number ,FS :景观斑块形状破碎化指数 Fragmentation indices of patch shape ,BP :规划前Before planning ,AP :规划
后 After planning.
31211  景观稳定性的加强  景观稳定性是指景观
对于外来干扰具有抵抗能力 ,是保护、维持、重建景
观系统的重要特性 ,可以通过景观构成与景观多样
性指数来评价. 每种斑块类型有它自己的稳定度 ,因
而斑块类型的比例可以反映景观的总稳定性 ,规划
后森林 (乔木林、灌木林) 的比例提高了 0148 % ,耕
地 (水田、旱地) 的比例减少 1148 % ,由于单位面积
森林的生物量比耕地高 ,对干扰有较大的抗性 ,所以
公园总体的稳定性得到提高. 同时公园斑块数从
413 个减少为 401 个 ,平均斑块大小从 55172hm2 增
加为 57139hm2 ,香农均匀度指数 ( SHEI) 提高到 01787 ,优势度指数减少为 241210 ,反映出公园的景观多样性有所增加 ,景观异质性程度提高 ,分布更趋均匀 ,布局倾向于合理 ,生态系统稳定性加强 ,有利于物种生存 ,景观的生态功能更加突出.31212  整体破碎化程度降低  就各斑块类型而言 ,公园规划前后景观斑块数破碎化指数 ( FN) 几乎没有变化的是河流、湖沼、公路与草地 ,河流斑块只有一条乌苏里江 ,反映其资源的垄断性 ,增加的是乔木林、灌木林、沼泽地、河漫滩、居民点、游憩地 ,减少的是水田与旱地 ;旱地、灌木林、河流、草地、居民点 ,景观斑块形状破碎化指数 ( FS) 没有变化或略有变化
23 应  用  生  态  学  报                   13 卷
(变化绝对值小于 01003) ,增幅较大的是公路 (从
01902 增加到 01907) ,减幅较大的是游憩地 (从
01488 减少到 01258) ,各斑块类型破碎化指数的变
化反映出人为增加或减少了原有的斑块数量和改造
了部分斑块的形状 ,这是公园开发旅游的需要. 由图
2 可知 ,规划后公园 FN 与 FS 值减少 ,破碎化程度
降低 ,说明公园的连续性与整体性有所提高 ,有助于
需要大面积栖息地的物种的生存与保护.
图 1  公园景观格局现状图
Fig. 1 Landscape pattern map of Wusuli River national forest park.
图 2  公园规划前后景观破碎化指数比较
Fig. 2 Comparison of landscape fragmentation indexes before and after
planning.
Ⅰ. 规划前 Before planning , Ⅱ. 规划后 After planning.
31213  生态环境的改善  公园重视景观生态建设 ,
采取了植树造林、退耕还草、恢复湿地、保育植被等
措施 ,提高了森林覆盖率和植被盖度 ,扼制了天然湿
地面积正在缩小的趋势 ,改善了公园的生态环境 ,提
高了公园的生态承受能力 ,具有更大的环境效益. 从
表 1 可知 ,乔木林、灌木林、沼泽地的 CA 值和 NP 值
增加 ,水田、旱地、草地的 CA 值和 NP 值有所减少 ,
其中乔木林的斑块数由 37 个增加到 45 个 ,反映出
植树造林的力度.
313  旅游功能效应分析
31311  景观美学质量的改善  规划强调公园景观
美学质量的改善 ,一方面对一些由于人为干扰活动
造成景观美学质量较差的地段实施了景观改造 ,所
以总体上平均斑块分维数 (MPFD) 有减少的趋势 ,
且偏小 ,形状倾向于不规划 ,这样人为作用使斑块形
状复杂化 ,产生边缘效应 ,更可能创造信息 ,给游客
带来特别的美感[1 ] . 另一方面 ,增加了森林、湿地等
季相变化明显、美学质量较高的景观 ,CA 值的变化
可以反映这一点.
31312  旅游基础设施的建设  基础设施是公园生
态旅游业发展的可靠保证 ,从表 1 可知 ,规划后的游
憩用地面积是目前的 3 倍多 ,同时新开辟了风景质
量较好的地段为游憩地 ,满足公园发展旅游事业的
用地需求. 由于公路改扩建与新建游道工程 ,新增里
程 12550m ,道路廊道 TC 值为 13966319m ,CD 值为
611m·hm - 2 ,保证了各景点的可达性. 同时 , r 值为
01415 ,a 值为 01115 ,变化趋势见图 3 ,提高了连接
度和环度 ,公园各景点之间的通达性大大提高 ,初步
形成优化的旅游景点网络结构.
图 3  公园规划前后连接度 (r)与环度 (a)变化趋势
Fig. 3 Change trend of network connectivity and circurity index before
and after planning.
31313  景观引力的提高  公园规划时采取以下措
施来提高景点之间的景观引力值 :中途增加景点 ,沿
途改善景观质量 ,减少旅途的冗长与单调 ;道路改
造 ,缩短相互之间的实际距离 ;加强生态旅游资源的
开发建设 ,科学地赋予其更多的旅游内涵 ,提高景点
的风景质量 ,从而整个公园的景观价值得到提高 ,游
客的旅游体验更为深刻. 例如 ,经测算 ,景点莲花泡
与虎东山要塞经规划建设后 ,其景观引力是原来的
1119 倍 ,大大提高游客同时游完两个景点的意愿.
4  结   语
综合以上景观指数的分析评价 ,公园的规划方
331 期            钟林生等 :乌苏里江国家森林公园规划方案的景观指数辅助评价         
案结合了当地的自然地域特征 ,生态环境状况得到
有效改善 ,风景质量进一步提高 ,加强了旅游基础设
施建设 ,可以产生较好的社会、经济和生态效益 ,规
划目标可能实现 ,方案具有可行性. 本研究表明 ,由
于景观指数反映了景观格局的状况与部分生态过
程[9 ] ,选取合适的指数对规划方案进行评价 ,能够
明晰公园景观的空间变化趋势 ,对评审公园规划方
案的合理性具有参考价值. 但是森林公园总体规划
除考虑自然条件外 ,还要考虑社会经济情况 ,是一个
综合的系统的规划 ,本评价方法也仅是评价其某些
方面 ,所以只是辅助手段. 要对规划方案全面评价 ,
应该结合其他方法.
参考文献
1  Chen Y2G(陈彦光) , Wang Y2M (王义民) . 1997. On fractal di2
mension and tourism landscape. Human Geography (人文地理) ,12
(1) :62~66 (in Chinese)
2  Forman RTT. 1995. Land Mosaics : the Ecology of Landscape and
Regions. Cambridge :Cambridge University Press.
3  Forman RTT , Godron M. 1986. Landscape Ecology. New York :
John Wiley & Sons.
4  Inskeep E. 1994. National and Regional Tourism Planning. Lon2
don : International Thomson Business Press.
5  Liu F(刘 锋) . 2000. A case study on systematical tourism plan2
ning. Progr Geogr (地理科学进展) ,19 (3) :237~243 (in Chinese)
6  Liu H2Z (刘汉章) . 1992. Hulin County Annals. Beijing : Chinese
Personnel Press. (in Chinese)
7  Pickett STA ,Cadenasso ML . 1995. Landscape ecology :Spatial het2
erogeneity in ecological systems. Science ,269 (21) :331~334
8  Tang L2J (唐礼俊) . 1998. The spatial pattern analysis of landscape
and the landscape planning in Sheshan scenic spot . Acta Geogr Sin
(地理学报) ,53 (5) :429~436 (in Chinese)
9  Tischendorf L . 2001. Can landscape indices predict ecological pro2
cesses consistently ? L andscape Ecol ,16 :235~254
10  Turner M G ,Ruscher CL . 1988. Changes in the spatial patterns of
Lands use in Georgia. L andscape Ecol ,1 :241~251
11  Turner M G , Gardener RH. 1991. Quantitative Methods in Land2
scape Ecology. New York :Springer2Verlag.
12  Xiao D2N (肖笃宁) ,Li X2Z(李秀珍) . 1997. The development and
perspective of contemporary landscape ecology. Geogr Sci (地理科
学) ,17 (4) :356~363 (in Chinese)
13  Xiao D2N (肖笃宁) . 1999. Research Development on Landscape E2
cology. Changsha : Hunan Science and Technology Press. (in Chi2
nese)
14 Xu H2C ( 徐化成 ) . 1996. Landscape Ecology. Beijing : Chinese
Forestry Press. (in Chinese)
15  Yang G2H(杨桂华) , Zhong L2S (钟林生) , Ming Q2Z(明庆忠) .
2000. Ecotourism. Beijing : High Education Press. (in Chinese)
作者简介  钟林生 ,男 ,1971 年生 ,博士 ,主要从事景观生态
学、生态旅游研究 ,发表论文 10 余篇. E2mail :zhlsheng @263.
net
欢迎订阅 2002 年《应用生态学报》
《应用生态学报》(1990 年创刊)是经国家科委批准、科学出版社出版的国内外公开发行的综合性学术刊
物. 本刊宗旨是坚持理论联系实际的办刊方向 ,结合科研、教学、生产实际 ,报导生态科学诸领域在应用基础
研究方面具有创新的研究成果 ,交流基础研究和应用研究的最新信息 ,促进生态学研究为国民经济建设服
务.
  本刊专门登载有关应用生态学 (主要包括森林生态学、农业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然
资源生态学、全球生态学、污染生态学、生态工程学等)的综合性论文、创造性研究报告和研究简报等.
  本刊读者对象主要是从事生态学、地学、林学、农学和环境科学研究、教学、生产的科技工作者 ,有关专业
的大学生及经济管理和决策部门的工作者.
  本刊与数十家相关学报级期刊建立了长期交换关系 ,《中国科学引文索引》、《中国生物学文摘》、美国《生
物学文摘》(BA) 、美国《化学文摘》(CA) 、英国《生态学文摘》( EA) 、日本《科学技术文献速报》(CBST) 和俄罗
斯《文摘杂志》( P Ж)等十几种权威检索刊物均收录本刊的论文摘要 (中英文) ,并被中国科学技术信息研究
所列入中国科技论文统计用期刊之一. 本刊的整体质量与水平已达到新的高度 ,1992 年荣获全国优秀科技
期刊三等奖和中国科学院优秀期刊二等奖 ,1996 年荣获中国科学院优秀期刊三等奖. 2000 年荣获中国科学
院优秀期刊二等奖.
本刊为月刊 , A4 开本 ,128 页 ,每月 18 日出版 ,期定价 20. 00 元 ,全国各地邮政局 (所) 均可订阅 ,邮发代
号 8298. 错过订期也可直接向本刊编辑部邮购 ,个人订阅优惠 30 %. 地址 :110016  辽宁省沈阳市文化路 72
号《应用生态学报》编辑部. 电话 : (024) 23916250 ,E2mail :cjae @iae. ac. cn
43 应  用  生  态  学  报                   13 卷