全 文 ：第 34卷 第 5期 生 态 科 学 34(5): 142146
2015 年 9 月 Ecological Science Sep. 2015

收稿日期: 2014-02-22; 修订日期: 2014-12-31
基金项目: 福建省自然科学基金项目(2013J01157); 国家社会科学基金项目(14BSH102); 福建省省属公益类科研院所基本科研专项项目(2013R03)和福
建省环保科技计划项目(2013R007)
作者简介: 陈传明(1963—), 男, 研究员, 从事自然保护、景观生态和区域规划等方面研究, E-mail: chencm63@163.com

陈传明. 武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价[J]. 生态科学, 2015, 34(5): 142146.
CHEN Chuanming. The landscape ecological pattern analysis and evaluation of Wuyishan National Nature Reserve[J]. Ecological
Science, 2015, 34(5): 142146.

武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价
陈传明 1,2
1. 福建师范大学地理研究所, 福州 350007
2. 湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室, 福州 350007

【摘要】在 GIS 软件支持下提取景观斑块的数量、面积、周长等信息, 运用相关的景观格局指数, 对武夷山国家级自
然保护区的景观生态格局进行分析; 并利用层次分析法, 选取多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适宜性、人类
威胁、生态脆弱性等 7 项指标对该自然保护区进行景观生态评价。结果表明: 针阔混交林、常绿阔叶林和竹林是研究
区的主导景观类型且破碎化程度低, 植被的保护较完整; 居民点、农田和人工植被景观的斑块数多, 面积小, 破碎化程
度高, 对景观类型的形成有较大的影响; 景观多样性指数为 1.48475, 景观总体的异质性较低, 景观生态结构呈现出不
合理性和简单化。武夷山国家级自然保护区景观生态质量的综合评价指数为 0.9195, 说明该自然保护区的景观生态质
量好, 保护价值高。

关键词：景观生态格局; 生态评价; 自然保护区; 武夷山
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2015.05.022 中图分类号：S759.9; P901 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2015)05-142-05
The landscape ecological pattern analysis and evaluation of Wuyishan
National Nature Reserve
CHEN Chuanming1,2
1. Institute of Geography, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
2. Key Laboratory of Humid Subtropical Eco-geographical Process, Ministry of Education, Fuzhou 350007, China
Abstract: With the support of GIS tools, information about the number, area and perimeter of all landscape patches of
Wuyishan National Nature Reserve is extracted and the landscape pattern of the reserve is analyzed. Then, by using AHP
method and by selecting multiplicity index, representative index, rareness index, natural degree index, area feasibility index,
human threat index and ecological vulnerability index, a comprehensive landscape evaluation is conducted. The study shows
that there are three dominant vegetations in the study area, namely conifer-broadleaf mixed forest, evergreen broadleaf forest
and bamboo forest. The evaluation also indicates a low degree of landscape fragmentation within the region, due to its
overall sound protection. For residential, farmland and artificial vegetation patches, their numbers are great but their areas
are small, which shows a high degree of landscape fragmentation. The landscape diversity index of the entire study region is
1.48475, which shows a lower heterogeneity and the irrational and simply landscape ecological structure of the whole
landscape pattern. The integrated landscape ecological quality evaluation of the reserve turns out to be 0.9195, implying its
good ecological quality and high protection value.
Key words: landscape ecological pattern; ecological evaluation; Nature Reserve; Wuyishan
5 期 陈传明. 武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价 143
1 前言
景观格局指大小、形状、属性不一的景观斑块在
空间上的配置。景观格局分析主要是定量研究斑块在
景观中的分布规律, 分析景观格局有助于探讨景观
格局与生态过程的关系[1]。自然保护区景观格局决定
着物种、资源和环境的分布, 以自然保护区为基本单
元的景观格局研究, 有助于把握自然保护区的生态
过程和功能, 是自然保护区得以持续发展的前提。国
外在景观生态格局分析研究中多注重于对景观生态
格局定量指标的建立和完善以及对景观生态格局的
测量和统计[2–3]; 国内学者运用3S技术, 通过生态学
过程、格局和动态变化的模拟等, 将景观结构和生
态过程相结合进行自然保护区景观生态研究[4–7]。
自然保护区景观生态评价的关键是在统一的评
价原则基础上, 科学合理地确定评价的指标体系。
国外学者运用实验、野外调查和问卷调查等, 进行
自然保护区生态评价的研究[8–10]; 在国内, 李铁英[11]
等、李永忠[12]等对景观生态评价指标进行研究, 近
年来, 基于层次分析法对自然保护区进行生态评价
的研究较多[13–15]。景观生态格局分析与评价是景观
规划、管理和保护的基础, 目前对以森林景观为主
体的自然保护区景观生态格局分析与评价研究较
少。本文运用景观生态学的原理和方法, 对武夷山
国家级自然保护区(以下简称“武夷山保护区”)进行
景观生态格局分析与评价, 为构建合理的景观生态
系统、保护生物多样性和生态环境、优化保护管理
方式等提供科学依据, 以促进武夷山保护区的可持
续发展, 并为同类型研究提供借鉴。
2 武夷山保护区概况
武夷山保护区位于福建省北部的武夷山、建阳、
邵武、光泽四县(市)的交界部, 地处东经 117°27′—
117°51′, 北纬27°33′—27°54′, 总面积56527.30 hm2。
武夷山保护区成立于 1979 年 4 月, 同年 7 月份经国
务院批准为国家级自然保护区, 1987 年被联合国教
科文组织接纳为国际生物圈保护区, 1999 年被联合
国教科文组织列为世界自然与文化遗产, 主要保护
对象为地带性森林生态系统和生物多样性, 是中国
东南大陆现存面积最大, 保留最为完整的中亚热带
森林生态系统[16]。武夷山保护区平均海拔 1200.0 m,
有构造侵蚀中山、低中山、中低山和低山等地貌类
型, 属亚热带季风气候, 土壤类型有暗红壤、红壤、
黄红壤、黄壤和草甸土类等, 主要植被类型有常绿
阔叶林、针阔混交林、竹林、针叶林和山顶草甸等。
3 研究方法
3.1 景观生态格局分析方法
通过野外实地调查, 收集武夷山保护区的相
关图件和资料, 利用武夷山保护区植被类型图、地
形图和土地利用现状图等, 以景观外在特征结合
森林群落特征为依据[17–18], 按照景观多样性、生
态整体性和空间异质性的分类原则, 从景观生态
学的角度将研究区划分为针阔混交林、常绿阔叶
林、竹林、针叶林、中山草甸、灌丛、阔叶矮曲
林、落叶阔叶林、人工植被、居民点和农田等 11
种景观类型。
在 GIS 软件支持下, 将武夷山保护区有关图件
数字化, 并提取景观斑块信息, 统计各类景观斑块
的数量、面积和周长, 运用景观破碎度、多样性指
数等, 进行景观生态格局分析。
3.2 景观生态评价方法
依据自然保护区景观生态评价的原则和指标体
系, 结合武夷山保护区的区域特征和保护对象, 选
取多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适宜性、
人类威胁和生态脆弱性等 7 项指标[19–21], 将每个指
标都划分为 A、B、C、D 4 个等级, 并确定评价标
准和赋分值。
运用层次分析法, 以自然景观生态质量为目标
层, 以多样性、代表性、稀有性、自然性、面积适
宜性、人类威胁和生态脆弱性等 7 个指标为指标层,
建立层次结构模型; 根据专家意见、实地调查等确
定所选取指标的相对重要性并赋以相应的分值得
到判别矩阵(表 1)[22]; 根据表 1, 采用方根法求解判
别矩阵的特征向量(权重)和特征根 , 特征向量为
X=(X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7)=(0.153, 0.117, 0.242,
0.199, 0.061, 0.108, 0.119), 其特征根max =  
7
1
KX i
nXi
i
 =
7.517, 引用一致性指标 CI= max
1
n
n
 
 =0.086, 因为
在 7 个指标的情况下, 平均随机一致性指标 RI=1.36,
故随机一致性指标CR= CI
RI
=0.063＜0.10, 故判断矩阵
K 具有令人满意的一致性, 即 X 中的权重可以应用。
144 生 态 科 学 34 卷
表 1 武夷山自然保护区景观生态评价各指标的判断矩阵
Tab. 1 Estimation matrix between landscape ecology evaluation index of the Wuyishan Nature Reserve
K E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
E1 1 3 1/3 1/2 3 2 1
E2 1/3 1 1/2 1/3 2 2 2
E3 3 2 1 1 3 2 2
E4 2 3 1 1 3 1 1
E5 1/3 1/2 1/3 1/3 1 1/2 1/2
E6 1/2 1/2 1/2 1 2 1 1
E7 1 1/2 1/2 1 2 1 1
注: E1: 多样性; E2: 代表性; E3: 稀有性; E4: 自然性; E5: 面积适宜性; E6: 人类威胁; E7: 生态脆弱性。

4 结果与分析
4.1 景观总体特征分析
从表 2 可以看出, 武夷山保护区各个景观斑
块数量分布不均匀, 表现为一是景观的斑块数与
面积和周长相对应, 针阔混交林、常绿阔叶林和竹
林景观的斑块数多、面积和周长也大; 落叶阔叶林
和阔叶矮曲林景观的斑块数少、面积和周长也小。
二是景观的斑块数与面积和周长不对应, 居民点、
人工植被和中山草甸景观的斑块数较多, 但面积
和周长小。
从武夷山保护区景观的斑块数、面积和周长分
布及百分比看, 常绿阔叶林、针阔混交林和竹林景
观是武夷山保护区的主导景观类型, 三种景观的斑
块数之和为 182 个, 占武夷山保护区景观总斑块数
的 46.91%, 其面积之和为 47386.91 hm2, 占总面积
的 83.83%, 其周长之和为 144524.46 km, 占总周长
的 71.42%。
4.2 景观破碎化分析
景观类型斑块数与类型面积的比值在一定程
度上反映了景观的破碎化程度。从表 3 可知, 针阔
混交林和常绿阔叶林景观类型斑块数与类型面积
的比值小, 说明其破碎化程度低, 植被的保护较为
完整; 居民点景观类型斑块数与类型面积的比值
最大, 其破碎化程度最高, 农田和人工植被景观类
型斑块数与类型面积的比值较大, 其破碎化程度较
高, 表明人为活动影响程度与景观破碎化程度高低
有密切关系。
景观类型周长与类型面积的比例是表示片断化
森林的边缘效应的指标, 一定程度上其值越大, 景

表 2 武夷山自然保护区景观格局特征
Tab. 2 The characteristics of the landscape pattern in Wuyishan Nature Reserve
类型 NA/个 占比例/% SA/hm2 占比例/% PA/km 占比例/%
A1 43 11.08 25137.73 44.47 49838.17 24.63
A2 57 14.69 14759.30 26.11 48698.72 24.06
A3 82 21.13 7489.88 13.25 45987.57 22.72
A4 73 18.82 5098.77 9.02 27994.51 13.83
A5 29 7.47 1933.24 3.42 8986.82 4.44
A6 33 8.51 862.31 1.53 11864.93 5.86
A7 17 4.38 657.87 1.16 3776.41 1.87
A8 7 1.80 384.70 0.68 1632.36 0.81
A9 35 9.02 96.10 0.17 2143.34 1.06
A10 11 2.84 70.50 0.13 1236.84 0.61
A11 1 0.26 36.90 0.06 213.96 0.11
Total 388 － 56527.30 － 202373.63 －
注: NA: 景观类型斑块数; SA: 景观类型面积; PA: 景观类型周长; A1: 针阔混交林; A2: 常绿阔叶林; A3: 竹林; A4: 针叶林; A5: 中山草甸;
A6: 人工植被; A7: 灌丛; A8: 阔叶矮曲林; A9: 居民点; A10: 农田; A11: 落叶阔叶林。

5 期 陈传明. 武夷山国家级自然保护区景观生态格局分析与评价 145
观类型被边界割裂的程度越高, 反之景观类型连通
性高, 破碎化程度低, 也称为边界密度。从表 3 可以
看出, 针阔混交林和常绿阔叶林景观的边界密度小,
表明其破碎化程度低; 而受人为活动影响较大的居
民点、农田和人工植被景观的边界密度大, 说明其
景观破碎化程度高。
景观类型斑块数与总面积的比值揭示了景观基
质被类型斑块分割的程度, 一定程度上反映了景观
的破碎化程度, 对生物保护、物质和能量分布具有
重要影响。由表 3 可知, 武夷山保护区各景观类型
斑块数与总面积的比值均较低, 比值最大的是竹林
景观, 仅为 0.00145 个·hm–2, 总体上看, 武夷山保护
区景观基质被类型斑块分割的程度较小, 有利于保
护区物质和能量的流动。
4.3 景观类型多样性分析
景观多样性分为类型多样性、格局多样性和斑
块多样性, 其中类型多样性是景观异质性的度量,
决定了景观空间格局和斑块多样性。景观类型多样
性反映的是景观类型的丰富和复杂程度, 主要采用
多样性指数、优势度和均匀度等测定。多样性指数
反映景观要素多少和景观要素所占比例, 从表 4 可
以看出, 武夷山保护区的多样性指数为 1.48475, 与
最大多样性指数(2.39789)还有较大的差距, 反映出
该保护区景观多样性较低, 说明该区域各种景观类
型所占比例存在较大的差异性, 致使其景观生态结
构呈现出不合理性和简单化, 不利于保护区生物多
样性的保护。优势度反映的是景观结构中一种或几
种景观类型支配景观的程度, 表示景观多样性对最
大多样性的偏离程度, 从表 4 可知, 武夷山保护区
景观的优势度较大, 为 0.91314, 表明偏离程度较大,
即组成景观的各景观类型所占比例差异大, 或者说
以某种或少数几个景观类型占支配地位, 导致整体
景观的异质性较低, 减弱了保护区景观整体的生态
系统功能。均匀度反映的是景观里不同景观类型的
分配均匀程度, 从表 4 可以看出, 武夷山保护区景
观的均匀度不大, 为 0.61919, 表明该保护区景观成
分分配不均匀, 各种类型景观差异大。为此, 应当加
大对武夷山保护区森林资源, 尤其是地带性植被的
保护力度, 通过调整优化其景观生态结构, 以促进
该保护区生物多样性的保护。
4.4 景观生态评价
根据武夷山保护区实地调查资料, 参考自然保
护区评价指标等级划分和赋值标准[2325], 得到武夷
山保护区景观生态评价单项指标评价结果, 多样
性、代表性、稀有性和面积适宜性分值为 1.00, 自
然性和生态脆弱性分值为 0.75, 人类威胁分值为
0.50, 利用综合评价指数计算公式: V
1
( )
n
i i
i
H X

 
(式中, V 为综合评价指数, Hi为单项指标评价分值, Xi
为评价指标 i 的权重, n 为评价指标数), 求得 V=
0.9195。综合评价指数可以作为评价自然保护区景观
生态质量等级的依据, 自然保护区综合评价指数可
分为 5 级[11]: V≤0.50, 景观生态质量很差; 0.51≤V≤
0.60, 景观生态质量较差; 0.61≤V≤0.70, 景观生态质
量一般; 0.71≤V≤0.90, 景观生态质量较好; 0.91≤V
≤1.00, 景观生态质量很好。武夷山保护区综合评价指
数为 0.9195, 表明其生态质量很好, 保护价值高。
表 3 武夷山自然保护区景观破碎化
Tab. 3 The landscape fragmentation in Wuyishan Nature Reserve
类型 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11
NA / SA
(个·hm–2) 0.00171 0.00386 0.01095 0.01432 0.01500 0.03827 0.02584 0.01820 0.36420 0.15603 0.02710
PA / SA
(km·hm–2) 1.98260 3.29953 6.13996 5.49044 4.64858 13.75947 5.74036 4.24320 22.30323 17.54383 5.79837
NA / S
(个·hm–2) 0.00076 0.00101 0.00145 0.00129 0.00051 0.00058 0.00030 0.00012 0.00062 0.00019 0.00002

表 4 武夷山自然保护区景观类型多样性
Tab. 4 The landscape type diversity in Wuyishan Nature
Reserve
景观类型多样性 多样性指数 优势度 均匀度
数值 1.48475 0.91314 0.61919
5 结论与讨论
通过对景观生态格局分析表明, 武夷山保护区
各个景观斑块的数量、面积和周长分布不均匀, 针
阔混交林、常绿阔叶林和竹林景观是武夷山保护区
146 生 态 科 学 34 卷
的主导景观类型; 武夷山保护区居民点、农田和人
工植被景观破碎化程度高, 针阔混交林和常绿阔叶
林景观破碎化程度低, 植被的保护较为完整; 景观
多样性指数为 1.48475, 景观总体的异质性较低, 景
观生态结构呈现出不合理性和简单化。
武夷山保护区内有 17 个居民点、2400 多人, 周
边地区有 13400多村民, 武夷山保护区内村民主要从
事茶叶、生态旅游和毛竹等, 为发展茶叶大面积的天
然林被毁, 目前毁林种茶、村民弃农种茶现象明显存
在, 造成武夷山保护区景观的破坏; 旅游活动造成较
强烈而具扩散性的局部干扰和破坏, 降低了自然景
观的连通性, 引起景观生态系统的结构和功能的改
变; 砍伐毛竹影响和改变武夷山保护区的景观生态
系统。因此, 应该加强对武夷山保护区景观资源的有
效保护, 构建合理的景观生态结构, 促进武夷山保护
区生物多样性保护和社区社会经济可持续发展。
根据武夷山保护区的区域特征和保护对象, 通
过景观生态评价的指标体系确定、指标等级划分和赋
分, 运用层次分析法, 计算得出武夷山保护区的综合
评价指数为 0.9195, 表明其生态质量很好, 保护价值
高。但评价指标中某些单项评分较低(人类威胁分值
为0.50, 自然性和生态脆弱性分值为0.75), 说明武夷
山保护区的景观生态系统不太稳定, 受人为干扰活
动的影响还较为严重。因此, 通过生态移民, 搬迁武
夷山保护区内的居民, 减轻人类威胁, 实现武夷山
保护区生态保护和资源环境的可持续利用。
采用层次分析法进行景观生态评价的整个过程
体现了人的决策思维的基本特征, 即分解、判断与
综合, 定性与定量相结合, 便于决策者之间彼此沟
通, 是一种十分有效的系统分析方法, 对完善森林
生态系统类型自然保护区生态评价的理论和方法具
有一定的借鉴意义。但是自然保护区景观生态评价
的指标较多, 要依据自然保护区类型、区域特征和
保护对象等, 选择具体的评价指标体系, 细化评价
指标的分级依据和分级赋值标准、选择合理评价计
算方法等方面有待于今后进一步研究。
参考文献
[1] 余新晓, 李秀彬, 夏兵. 森林景观格局与土地利用/覆被
变化及其生态水文响应[M]. 北京: 科学出版社, 2010.
[2] SCHINDLER S, POIRAZIDIS K, WRBKA T. Towards a
core set of landscape metrics for biodiversity assessments:
A case study from Dadia National Park Greece[J]. Ecolo-
gical Indictors, 2008, (8): 502–514.
[3] NEGENDRA H. Do parks work? Impact of protected areas
on land cover clearing[J]. Ambio, 2008, 37(5): 330–337.
[4] 郝孟曦, 徐轩, 孔祥虹, 等. 我国森林生态类型国家级自
然保护区景观格局变化趋势[J]. 湖北大学学报(自然科
学版), 2014, 36(5): 395–400.
[5] 邢玉贤, 张玉明, 雷清江. 基于 RS 和 Markov 的寿城自
然保护区景观类型变化分析[J]. 林业勘查设计, 2010, (3):
27–29.
[6] 胡远东, 达良俊, 许大为, 等. 基于 RS 和 GIS 对龙凤湿
地自然保护区景观格局变化特征定量分析[J]. 东北林业
大学学报, 2011, 39(9): 57–61.
[7] 王立中, 胡林林, 李慧仁. 利用马尔科夫过程模拟和预
测南瓮河自然保护区景观的动态演变[J]. 防护林科技,
2014, (4): 47–50.
[8] FAKULTESI A. Impact of recreational trampling on the
natural vegetation in Termessos National Park, Antalya
Turkey[J]. Tarim Bilimleri Dergisi, 2009, 15(3): 249–258.
[9] HAMAIDE B, SHEERIN J. Species protection from current
reserves: economic and biological considerations, spatial
issues and policy evaluation[J]. Ecological Economics,
2011, 70(4): 667–675.
[10] CALGARY A. Scoping of ecological impacts of Mining on
Canada’s National Parks[R]. Calgary: AXYS Environ-
mental Consulting Ltd., 2002.
[11] 李铁英, 邹红菲. 和谐自然保护区评价指标体系的构
建[J]. 林业经济, 2008, (6): 63–66.
[12] 李永忠, 张可荣. 自然保护区综合评价标准初探[J]. 甘
肃林业, 2010, (5): 23–25.
[13] 邓立斌, 陈端吕, 邓丽群. 基于层次分析法的自然保护
区模糊综合评价研究——以海南霸王岭国家级自然保护
区为例[J]. 中国农学通报, 2013, 29(29): 118–125.
[14] 邓立斌, 刘德. 基于层次分析法的尖峰岭自然保护区生
态评价[J]. 中南林业科技大学学报, 2010, 30(7): 26–31.
[15] 张琰, 张淼. 基于 AHP 法的董寨国家级自然保护区生态
评价[J]. 广东农业科学, 2012, (6): 145–148.
[16] 陈传明. 福建武夷山国家级自然保护区生态补偿机制研
究[J]. 地理科学, 2011, 31(5): 594–599.
[17] 杨久春, 张树文. 景观生态分类概念释义及研究进展[J].
生态学杂志, 2009, 28(11): 2387–2392.
[18] 梁发超, 刘黎明．景观分类的研究进展与发展趋势[J]．应
用生态学报, 2011, 22(6): 1632–1638.
[19] 邓立斌, 陈端吕, 邓丽群. 西藏雅鲁藏布大峡谷国家级
自然保护区生态评价[J]. 林业科学, 2011, 47(5): 1–6.
[20] 陈洪, 张永斌, 刘瑞明, 等. 平河梁自然保护区的生态评
价[J]. 西北林学院学报, 2012, 27(4): 103–107.
[21] 孔洋阳, 韩海荣, 康峰峰, 等. 莫莫格国家级自然保护区
生态评价[J]. 浙江农林大学学报, 2013, 30(1): 55–62.
[22] 徐建华．现代地理学中的数学方法[M]．北京: 高等教育
出版社, 2002: 56–82.
[23] 胡欣欣, 胡宗庆, 张惠光, 等. 福建省茫荡山自然保护区
森林景观评价[J]. 林业经济问题, 2006, 26(1): 39–43.
[24] 张昌贵, 李景侠, 强晓鸣. 陕西牛背梁国家级自然保护
区生态评价[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),
2009, 37(2): 73–80.
[25] 张琰, 刘松虎. 河南鸡公山自然保护区生态评价[J]. 湖
北农业科学, 2012, 51(4): 707–711.