全 文 ：甘肃临泽绿洲景观的空间结构与生产特性*
刘学录1* *
任继周2
张自和2
( 1 甘肃农业大学资源环境系,兰州 730070; 2兰州大学草地农业科技学院,甘肃草原生态研究所, 兰州 730020)
摘要
绿洲景观生态系统包括居民点、耕地、林地、草地、水域、岩漠、砾漠、沙漠、道路、水系 10 种景观组
分; 基质为耕地,成因类型为引入型; 斑块包括居民点、林地、草地、水域、岩漠、砾漠、沙漠 7 种类型. 成因类
型可以分为 3 类: 居民点、林地、耕地为引入型,岩漠、砾漠、沙漠为残留型, 草地为环境资源型及残留型 ;廊
道包括水系和道路 2 种类型, 道路的廊道密度为水系的 1. 03 倍. 耕地以植物生产为主,在利用上应增加生
产层次, 发展动物生产,避免扩大面积, 以维持景观生态系统的景观异质性和景观多样性. 对于具有环境资
源型和残留型成因特征的景观要素, 适当减少生产层次, 开发前植物生产, 发挥水土涵养、旅游休闲、防风
固沙的生态功能, 有利于景观异质性与多样性的维持与稳定.对于以残留型为主的成因类型, 利用上应发
掘前植物生产的潜力, 适当发展植物生产,可以避免景观结构的恶化.
关键词
河西走廊
绿洲景观生态系统
景观结构
生产特性
文章编号
1001- 9332( 2002) 08- 0975- 04
中图分类号
S69, Q149
文献标识码
A
Landscape pattern and productivity characteristics of the oasis landscape ecosystem in Linze, Gansu, China.
L IU Xuelu1, REN Jizhou2, ZHANG Zihe2( 1Depar tment of Resource and Envir onment , Gansu Agr icultural U

niver sity, L anzhou 730070; 2 College of Pastoral Agr iculture Science and Technology , L anz hou University ;
Gansu Grassland Ecology Research Institute, L anzhou 730020) .
Chin. J . A pp l . Ecol . , 2002: 13( 8) : 975~
978.
Oasis landscape ecosystem is composed of 10 landscape elements , i. e, residence land, cultivated land, grassland,
forestland, w ater area, water system, road, rocky desert, sandy desert, and g ravel desert . Among the elements,
cultiv ated land formed by human being production covers the most o f the area, is most connected, and hence, is
the matrix of the oasis landscape ecosystem. Residence land, grassland, forestland, water ar ea, rocky deser t,
sandy desert, and gravel desert are patches. Residence land and fo restland generate from human being produc

tion, while rocky desert, gravel desert and sandy desert are t he remnant with the human being disturbance. Wa

ter r eg ion and grassland are the env ironmental resources remnant after natural disturbance. Water system and
road are cor ridors. Cult ivated land dominated in plant production should be utilized w ith more productiv e layers
through developing animal production other than expanding used
ar ea to maintain the landscape het erog eneity
and diversity of the oasis landscape ecosystem. For remnant and environmental resource patches, it should be
pro fitable in preserving and stabilizing landscape heterog eneity and diversity , explo iting t he functions of water
and soil conservation, tour ism, w indbreak and sand fix ation. For landscape elements remnant only, it should be
fruitful in avoiding degener ation of the landscape pattern to explo re their preceding plant production w ith moder

ate plant production.
Key words
Hexi corr idor, Oasis landscape ecosystem, Landscape pattern, Productivity .
* 国家自然科学基金重点资助项目( 39630250) .
* * 通讯联系人.
2002- 04- 07收稿, 2002- 05- 09接受.
1
引

言
景观结构和景观异质性一直是景观生态学研究
的核心问题.景观结构注重不同景观组分(斑块、基
质、廊道)或生态系统之间的空间关系, 特别是能量、
物质、物种与景观组分或生态系统的类型、数量、形
状、大 小 以 及 景 观 组 分 的 组 合 之 间 的 关
系[ 1, 4, 6, 8, 10~ 12, 15, 17~ 20, 22~ 38] .对景观格局与生态过
程(植被演替、生物多样性、放牧格局、捕食关系、扩
散、营养动态、干扰的传播)相互作用的研究, 有助于
在宏观上解决物种的保护与管理、环境资源的经营
管理、土地利用规划、生物多样性保护与维持、人类
对景观及其组分的影响等生态问题[ 2, 3, 7, 9, 13, 16, 20] .
以往的大量研究着重关注人类活动对景观结构[ 7]、
景观多样性[ 9, 14]、景观破碎性[ 5, 9, 21]、景观分离性的
影响[ 31] . Edw ards[ 30]等研究了刈割/放牧草地景观
中植被的空间格局. 本文拟通过景观结构分析甘肃
临泽绿洲景观生态系统各景观要素的生产利用特
性.
2
材料与方法
2 1
材料
研究区位于河西走廊腹地的临泽县, 100!01∀~ 100!18∀
应 用 生 态 学 报
2002 年 8 月
第 13 卷
第 8 期






























CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 2002, 13( 8)#975~ 978
E、39!07∀~ 39!19∀N 的范围内, 面积为 638. 4km2 . 研究材料
为研究地区的 1#500000 假彩色 TM 卫片 ( 1976 年)、1#
500000 甘肃省地质图、1#38000 航片( 1987 年)、1#500000 地
形图( 1970 年)、1#100000、1#10000 地形图( 1988年) .
22
方法


首先采用 GIS 技术, 在野外调绘的基础上, 通过不同要
素的叠加(等高线、岩石类型、遥感影象) ,编制河西走廊绿洲
景观生态系统的景观生态图 ( 1#100000) [ 18] . 然后在景观生
态图上提取各景观要素的属性特征.再依据景观生态学的定
量研究方法[ 19, 23, 26, 27, 28]分析各景观要素的成因类型、景观
结构类型及其异质性. 根据样区实地调查情况,从草地农业
生态系统生产层的角度分析各景观要素的生产特性.
3
结果与分析
31
绿洲景观生态系统的景观组分
311
耕地和居民点
根据绿洲景观生态图,将绿
洲景观生态系统划分为居民点、耕地、林地、草地、水
域、岩漠、砾漠、沙漠、道路、水系 10种景观组分.


绿洲景观生态系统的景观组分及各类景观组分
的一般特征见表 1.由表 1可见, 耕地面积最大, 占
绿洲景观总面积的 40. 45%, 是基质; 基质孔隙度
(单位面积的基质中包含的斑块个数)为 1. 7271个∃
km- 2,成因类型为引入型. 斑块包括居民点、林地、
草地、水域、残丘、戈壁、流动沙丘 7种类型; 斑块总
覆盖度为 53. 73%, 其中覆盖度最大的斑块类型为
沙漠( 14. 83%) ,其次为戈壁( 14. 06%) .斑块的成因
类型可以分为 3类: 居民点、林地、耕地为引入型; 岩
漠、砾漠、沙漠为残留型; 草地为环境资源型, 也可以
认为是残留型的.廊道包括水系和道路 2中类型, 道
表 1
绿洲景观生态系统景观组分类型表
Table 1 Elements of the oasis landscape ecosystem
景观类型
L andscape type
面积
Area
(hm
2
)
比例
Perce

age( %)
斑块数
Number
of patch
比例
Perceage
(% )
廊道长度
Corridor(m)
廊道密度
Corridor
density
( m∃km- 2)
居民点Residence land 1806. 98 2. 83 264 34. 55
耕地Cult ivated land 25824. 15 40. 45 318 41. 62
林地Forest land 7189. 45 11. 26 60 7. 85
草地Grassland 6954. 13 10. 89 48 6. 28
岩漠Rocky desert 534. 80 0. 84 10. 13
砾漠Cong lental desert 8976. 31 14. 06 41 5. 37
水域Water bodies 1926. 24 3. 02 17 2. 23
沙漠Sandy desert 9468. 33 14. 83 15 1. 96
道路Road 587. 16 0. 92 587164. 89 919. 74
水系River 572. 45 0. 90 4. 20 572454. 54 896. 70
合计T otal 63840. 00 100. 00 764 100. 00 1159619. 43 1816. 44
路的廊道密度为水系的 1. 03倍,说明道路的分隔作
用与水系的分隔作用相近,且强于水系.


由表 1可知,耕地包括 318个斑块,最大斑块面
积为 316. 53hm2, 最小面积为 4. 08hm2,平均面积为
81. 21hm2. 耕地斑块的大小以 10~ 100hm2 为主, 其
次为 100~ 1000hm2. 居民点占绿洲景观总面积的
2. 83%, 包括 264 个斑块, 最大斑块面积为31. 15
hm2,最小面积为 0. 07hm2, 平均面积为 6. 84hm2.居
民点的斑块大小主要分布于 0. 1~ 1hm2, 其次为 1
~ 10hm2.
312
林地
林地由 60个斑块组成, 最大面积为
925. 58hm
2
, 最小面积为 7. 38hm2, 平均面积为
119. 82hm2. 林地的斑块大小以 10~ 100hm2 为主,
其次为 100~ 1000hm2. 林地主要分布在耕地的边
缘、河谷两侧, 防风固沙是其主要功能, 多为人工栽
植.林地地表平坦,为大沙河冲积物, 颗粒较细, 含磨
圆度较好的砾石, 在低洼处及沟渠中有积水, 土层
30cm,含大量细砂,土质疏松. 林地景观的植物成分
包括 3层:上层为人工及自然乔木, 建群种为白杨、
沙枣,郁闭度 30%~ 60% ;中层为灌木,建群种包括
红柳、柽柳;下层为草本植物, 包括赖草、芨芨、海韭
菜、蒲公英、芦苇等. 草层根据高度可进一步分为 2
层:下层高度在 5cm 以下,盖度 30% ~ 70%; 上层斑
块状,高度 18~ 30cm,最高可达 60cm 以上,常见大
刺菜、苦豆子、小花棘豆等.整个草层在林下分布极
不均匀,有的地表完全裸露, 零星分布灌丛,有的地
表草层致密,且分层明显.但大部分草地及灌丛分布
在林间地带,灌丛多沿大沙河两岸的开阔地带着生,
郁闭度很高,徒步穿行困难.北部沙漠边缘的林地地
表基本裸露,以人工林为主.
313
草地
草地由 48个斑块组成, 最大面积为
636. 50hm2, 最小面积为 14. 24hm2, 平均面积为
144. 88hm2. 草地的斑块大小以 100~ 1000hm2 为
主,其次为 10~ 100hm2. 草地以盐化草地(草甸)为
主,植物种类包括赖草、芦苇、苦豆子、小花棘豆、大
刺菜、芨芨、蒲公英等. 盐化草地景观的地貌为泥漠,
土壤母质为冲洪积物, 土壤盐化严重, 地表强烈积
盐,人工沟渠纵横交错,地形平坦,地下水埋藏浅,常
有泉水溢出,形成地表径流.植被外貌可分为基质与
斑块 2种.基质或为赖草,或为芦苇. 斑块类型较多,
有低洼处的海韭菜、芦苇、大刺菜、苦豆子、小花棘豆
等.
314
其它
沙漠是面积最大的 1种斑块, 由 15
个斑块组成,最大面积 3056. 34hm2, 最小面积9. 15
hm2,平均面积 631. 22hm2. 水域由 17个斑块组成,
最大面积 925. 58hm2,最小面积 3. 84hm2,平均面积
113. 32hm2. 水域的斑块大小以 10~ 100hm2 为主.
砾漠由 41个斑块组成, 最大面积 907. 72hm2, 最小
面积 5. 88hm2, 平均面积 218. 93hm2.砾漠的斑块大
976 应
用
生
态
学
报

















13卷
小以 100~ 1000hm2 为主,其次为 10~ 100hm2.岩漠
只有 1个斑块, 面积为 534. 80hm2.
32
绿洲景观生态系统的景观异质性


对于绿洲景观生态系统, 在南北方向上, 耕地、
林地、草地、水域、道路、水系、居民点、沙漠、岩漠、砾
漠的相对频率 ( f ) 的平均值分别为 46. 60%、
15. 21%、9. 58%、4. 86%、6. 53%、6. 53%、8. 96%、
17. 22%、0. 70% 和 7. 71% ; 在东西方向上分别为
40. 07%、15. 35%、11. 39%、4. 31%、5. 35%、
4. 96%、5. 90%、18. 20%、4. 10%和 10. 14%; 不同
方向上 的平均值 分别为 43. 34%、15. 28%、
10. 49%、4. 58%、5. 94%、5. 74%、7. 43%、17. 71%、
2. 40%和 8. 93%. 可以看出,耕地的相对频率最大,
是基质,岩漠的相对频率最小.


在南北方向上, 平均信息量( H )的平均值从大
到小依次为耕地 ( 66. 86)、林地 ( 38. 84)、沙漠
( 38. 34 )、居民点 ( 29. 76)、道路 ( 23. 84 )、水系
( 23. 80)、草地( 23. 24)、水域( 18. 53)、砾漠( 17. 51)、
岩漠( 2. 86) ; 在东西方向上从大到小的次序为耕地
( 66. 92)、沙漠( 46. 67)、林地( 36. 11)、草地( 28. 56)、
砾漠( 22. 58)、居民点( 21. 90)、道路 ( 20. 69)、水系
( 18. 41)、水域( 15. 20)、岩漠( 9. 49) ; 不同方向上的
平均值从大到小依次为耕地( 66. 89)、沙漠( 42. 50)、
林地( 37. 47)、草地( 25. 90)、居民点( 25. 83)、道路
( 22. 26)、水系( 21. 10)、砾漠( 20. 04)、水域( 16. 86)、
岩漠( 6. 17) .
表 2
绿洲景观生态系统的斑块成因类型及其生产特性
Table 2 Patch origination and productivity of the oasis landscape ecological system
景观要素
Landscape element
结构类型
Pat tern role
成因类型
Gen erat ion type
生产特性
Product ivity
地上部生物量
Above ground
biomass( kg∃hm2)
居民点 斑块 引入型 Int roduced 外生物生产层 Outside bio
production -
Residence land Patch 动物生产层 Animal product ion
耕地 基质 引入型 Int roduced 植物生产层 Plant product ion 9000~ 12000
Cult ivated land Mat rix
林地 斑块 引入型 Int roduced 前植物生产层 Preceding plant product ion 1314
Forestland Patch 环境资源型Environm ental resource 植物生产层 Plant product ion (草本植物 Herbage)
残留型Remnant 动物生产层 Animal product ion
草地 斑块 残留型Remnant 植物生产层 Plant product ion 3924
Grassland Patch 环境资源型Environm ental resource 动物生产层 Animal product ion
岩漠 斑块 残留型Remnant 外生物生产层 Outside bio
production 45
Rocky desert Patch 环境资源型Environm ental resource 动物生产层 Animal product ion
砾漠 斑块 残留型Remnant 前植物生产层 Preceding plant product ion 221
Conglental desert Patch
水域 斑块 残留型Remnant 植物生产层 Plant product ion -
Water bodies Patch 动物生产层 Animal product ion
沙漠 斑块 残留型Remnant 前植物生产层 Preceding plant product ion -
S andy desert Patch
33
绿洲景观生态系统斑块成因类型及生产特性


绿洲景观生态系统的斑块成因类型及生产特性
见表 2. 由表 2可见, 在引入型的景观要素中, 生产
层次相对单一, 尤其是耕地,以植物生产为主. 耕地
秸秆鲜重可达 45000kg∃hm- 2. 由于耕地是引入型
的斑块,是人类活动对原来基质大范围、高强度干扰
的基础上形成的, 耕地的相对频率超过 40% , 已接
近异质性的临界值 50% .从维持景观异质性和景观
多样性的角度考虑, 对于耕地应增加生产层次,提倡
充分利用秸秆资源, 发展动物生产,而不是通过扩大
面积来单纯发展植物生产.


对于具有环境资源型成因特征的景观要素, 虽
然生产层次相对丰富, 但各层次的生产力水平都比
较低(见表 2) ,而且都具有残留型的成因特征. 以植
物生产为例,草地地上部生物量仅为耕地的 1/ 3 左
右,林地草本地上部生物量仅为草地的 1/ 3左右. 从
维持景观异质性和景观多样性方面考虑, 应适当减
少生产层次,主要发掘它们的前植物生产,发挥水土
涵养、旅游休闲、防风固沙的生态功能.


对于以残留型为主的成因类型, 尤其是砾漠,是
人类活动长期干扰下, 大面积的砾漠转变为耕地后
残留下来的,其分布受人类活动的强烈影响,因此分
布很不均匀.岩漠的分布受地质构造的控制,其形成
受生物气候与地质构造的双重控制. 除了岩漠在小
尺度上难以转变斑块性质以外, 砾漠和沙漠都可以
通过投入改变为林地、草地,利用上应发掘前植物生
产的潜力,适当发展植物生产,控制动物生产.
4
结

论
41
河西走廊绿洲景观生态系统可划分为居民
点、耕地、林地、草地、水域、岩漠、砾漠、沙漠、道路、
水系 10种景观组分.其中耕地的面积最大,占绿洲
景观总面积的 40. 45% , 是基质, 基质孔隙度为
1. 7271个∃km- 2;居民点、林地、草地、水域、残丘、戈
壁、流动沙丘 7种景观要素为斑块,斑块总覆盖度为
9778 期











刘学录等:甘肃临泽绿洲景观的空间结构与生产特性







53. 73%, 覆盖度最大的斑块类型为沙漠( 14. 83% ) ,
其次为戈壁( 14. 06% ) ;廊道包括水系和道路 2种类
型,道路的廊道密度为水系的 1. 03倍, 说明道路的
分隔作用与水系的分隔作用相近且强于水系.
42
耕地的成因类型为引入型,斑块的成因类型可
以分为 3类:居民点、林地、耕地为引入型; 岩漠、砾
漠、沙漠为残留型; 草地为环境资源型, 同时具有残
留型的特征.
43
耕地以植物生产为主,在利用上应增加生产层
次,发展动物生产, 避免扩大面积.对于具有环境资
源型和残留型成因特征的景观要素,适当减少生产
层次,开发前植物生产,发挥水土涵养、旅游休闲、防
风固沙的生态功能,有利于景观异质性与多样性的
维持与稳定.对于以残留型为主的成因类型, 利用上
应发掘前植物生产的潜力,适当发展植物生产,可以
避免景观结构的恶化.
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作者简介
刘学录, 男, 1966 年 5 月生, 博士, 副教授, 主要
从事草业科学与景观生态学研究, 发表论文 20 多篇. E

mail: liuxuelufangyu@ 163. net
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态
学
报

















13卷