全 文 ：收稿日期: 20040115
基金项目: 国家 十五科技攻关专题( 2002BA516A1513)的研究内容
作者简介: 范少辉( 1962 ) ,男,福建永泰人,研究员,博士,博士生导师.
林业科学研究 ! 2004, 17( 5) : 623~ 629
Forest Research
! ! 文章编号: 10011498( 2004) 05062307
福建沿海惠安县的景观生态格局
分析与评价研究
范少辉1, 2, 3,洪志猛4, 叶功富4, 刘荣成5, 张建生5, 肖 ! 胜4
( 1 中国林业科学研究院林业研究所,北京 ! 100091; 2国家林业局林木培育实验室,北京 ! 100091;
3 国际竹藤网络中心,北京 ! 100102; 4 福建省林业科学研究院,福建 福州 ! 350012;
5福建省惠安县林业局,福建 惠安 ! 362100)
摘要:采用景观生态学研究方法, 选取景观多样性指数、优势度、均匀性等指标, 对福建省惠安县的景观
格局进行了分析。结果显示,研究区内景观空间格局表现为以农田为主的景观结构, 而林区景观的多
样性指数最高,但整个地区的生态环境仍比较严峻。整个研究区共有斑块 7 032 个,其中最大斑块 112
km2,最小斑块 420 m2 ,斑块在大小上差异很大。随着人类干扰强度增加,景观多样性下降, 优势度增高。
关键词: 福建沿海;景观格局 ;分析;评价
中图分类号: S7185 ! ! ! 文献标识码: A
景观是由不同类型、形状、大小斑块空间镶嵌形成的, 以基质为背景通过廊道空间间接连
接。景观格局是某个时空尺度的斑块的空间分布,是景观过程在某个时间和空间尺度上的具
体表现,它包括空间异质性、空间相关性和景观规律性等内容。不同空间格局决定着资源地理
环境的分布、形成和组分,制约着各种生态过程,与干扰能力、系统稳定性和生物多样性有着密
切关系[ 1]。本文以滨海城镇福建惠安县为研究对象, 通过沿地区县域的景观生态格局分析与
评价,为正在开展的中国森林生态网络沿海城镇点建设规划和景观布局提供科学依据。
1 ! 研究区自然概况
惠安县地处闽南金三角沿海地带, 118∀30#~ 119∀05# E, 24∀49#~ 25∀08# N。全县海域广阔,海岸
线长达15883 km,沿海滩涂面积 1061 km2。气温年平均在172~ 208 ∃ 之间。降水量变化大,
最高值可达 1 7734 mm,最低值 9397 mm。在季节上也不均匀,其中台风雨年际变化幅度大, 易
发生夏秋干旱。旱灾是本县最严重的自然灾害。地表水和地下水质比较好, 适于灌溉和饮用。
地带性植被属于亚热带雨林,有针叶林、针阔混交林、荒山草坡及海岸红树林等类型。
2 ! 研究方法
21 ! 技术路线
在实地调查的基础上根据惠安县1%10 000地形图、1%10 000土地利用现状图以及城市规
划图等为基本分析图,综合了景观现状和景观要素特点以及人类活动的影响,将研究区域划分
8个类型及22个亚型, 并量算出各景观亚型面积。
22 ! 空间格局分析方法[ 2~ 4]
景观格局的参数一般有: 斑块大小、斑块形状、斑块密度和斑块的分布类型。对各类斑块
的总面积、斑块的数量以及多样性、均匀性、优势度指数对景观格局进行分析。通过定量描述
景观空间格局与异质性分析景观结构、功能, 从而对景观内在规律性进行分析和描述。
221 ! 景观多样性指数( H ) ! H 值的大小反映景观要素的多少和各景观要素所占比例的变
化。当景观是由单一要素构成时, 景观是均质的, 其多样性指数为 0;由两个以上的要素构成
的景观,当各景观类型所占比例相等时, 其景观的多样性为最高; 各景观类型所占比例差异增
大,则景观的多样性下降[ 5, 6]。
景观多样性的计算公式如下:
H = - &m
k= 1
Pk log2( Pk)
式中, Pk 为 k 种景观占总面积的比, m 为景观类型总数。
222 ! 优势度指数( D ) ! 优势度指数表示景观多样性对最大多样性的偏离程度,或描述景观
由少数几个主要的景观类型控制程度。优势度指数越大,则表明偏离程度越大,即组成景观各
景观类型所占比例差异大,或者说某一种或少数景观类型占优势; 优势度小则表明偏离程度
小,即组成景观的各景观类型所占比例大致相当; 优势度为 0, 表示组成景观各种景观类型所
占比例相等;景观完全均质,即由一种景观类型组成。
优势度指数计算公式为:
D = Hmax + &m
k= 1
( Pk) log 2( Pk)
! ! 其中, H max= log2( m) , Pk 为 k 种景观占总面积的比, m 为景观类型总数。H max为研究区各
类型景观所占比例相等时,景观拥有的最大的多样性指数。
223 ! 均匀度指数 ! 均匀度指数 E 反映景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度, 通常以
多样性指数和其最大值的比来表示。
E =
H
Hmax
∋ 100%
式中, E 是均匀度指数(百分数) , 显然,当 E 趋于 1时,景观斑块分布程度亦趋于最大。H 是
Shannon指数, H max是给定丰富度 T 条件下景观最大可能均匀度。H 和Hmax计算公式为:
H = - log2Pk &m
k= 1
Pk
H max = log2( m)
P (m )和 m 的定义同上。
23 ! 评价指标体系的确立
231 ! 评价指标权重的确立 ! 本文依据肖笃宁等[ 6]的景观评价指标体系: 景观的独特性、景
观多样性、景观功效性、景观宜人性以及景观美学价值 5个方面构成了评价指标体系, 根据惠
安县的景观生态特点,将每指标划分为A、B、C、D 4个等级,各等级分别赋予 4、3、2、1的分值,
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结果如表 1。
232 ! 评价指标指数 ! 景观综合评价指数( CEI )可作为判断景观生态现状类型的重要依据。
具体的计算公式为:
CEI =
1
4 &ni = 1 I iWi
! ! 公式中, Ii 为单项指标得分值, W i为指标 I 的权重, n 为评价指标数。
表 1! 景观生态评定指标及等级,权重
评价指标 ! ! ! ! ! ! 等 ! ! 级 权重
景观独特性
A 在世界范围内较独特,破坏后恢复快,综合价值高
B 在全国范围内较独特,破坏后恢复快,综合价值较高
C 在全国范围内较独特,破坏后恢复时间较长,综合价值一般
D 无独特性,破坏后恢复慢,综合价值不高
011
景观多样性
A 斑块数量多,组分复杂,格局多样
B 斑块数量较多,组分较复杂,格局较多样
C 斑块数量少,组分单一,格局单一
D 斑块数量极少,组分极单一,格局简单
019
景观功效性
A 景观生产力很高,各种能流发达畅通
B 景观生产力较高,各种能流比较发达畅通
C 景观生产力一般,各种能流较畅通
D 景观生产力很低,各种能流受到阻碍
035
景观宜人性
A 景观优美,清洁,稳定
B 景观比较优美,比较稳定
C 景观较清洁,较稳定
D 景观脏乱,不稳定
020
景观的美学价值
A 景观尺度合理,有序,可持续强
B 景观尺度较合理,有序,可持续较强
C 景观尺度不太合理,可持续差
D 景观尺度不合理,无序,不具可持续
015
3 ! 结果与分析
31 ! 景观类型分析
本文的区域景观系统采用二级分类法,即景观型和景观亚型[ 7, 8]。本区域景观划分为 8
个类型及 22个亚型,统计出各景观类型所占总的百分比、斑块数以及各景观类型斑块的百分
比,具体如表 2、3所示。
表3表明: 研究区内景观空间格局中农田景观占有较大的比例, 农田景观的面积占
3667%,斑块数量占 4272%,是调控景观格局的重要组成部分。公园绿地景观仅占 004% ,
城市人均占有绿地低,需加大城市及周边地区的绿化建设, 提高城市的绿量。在用地面积比例
上,存在极不合理现象。公园绿地面积与工业区、居住区和商业区面积的比例差距甚远, 荒山、
荒地及滩涂等未开发地所占面积仍较大。
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表 2! 福建沿海惠安县的景观分类系统
景观类型 景观亚类型 面积/hm2 百分比/ % 斑块数/个 百分比/ %
居住区和商业区景观 城区景观 1 209 ! 177 38 054
村落聚居地景观 8 2239 1205 2 054 2921
工业区景观 重工业区景观 204 ! 030 280 398
小型加工业区景观 1135 017 860 1223
交通用地景观 铁路景观 94 ! 014 1 001
公路景观 7366 108 12 017
乡村道路景观 556 ! 082 145 206
农田景观 耕地景观 23 6732 3470 2 860 4067
果园景观 1 22386 180 40 057
菜园景观 1188 017 104 148
公园绿地景观 公共绿地景观 166 002 125 178
公园景观 114 002 2 003
水体景观 溪河景观 1 735 ! 254 8 011
池塘景观 1 385 ! 203 48 068
水渠景观 1 1698 171 124 176
水库景观 270 ! 040 11 016
林区景观 防护林景观 3 1735 465 28 040
封山育林区景观 8 933 ! 1309 65 092
经济林景观 4 000 ! 586 53 075
未开发地景观 荒山景观 1 3905 204 61 087
荒地景观 2 447 ! 359 89 127
滩涂景观 7 5474 1106 24 035
(合计) 68 23206 10000 7 032 10000
表 3! 惠安县的景观类型统计
景观类型 面积/ hm2 百分比/ % 斑块数/个 百分比/ %
居住区和商业区景观 9 4329 1382 2 092 2975
工业区景观 3175 047 1 140 1621
交通用地景观 1 3866 203 158 225
农田景观 25 01586 3667 3 004 4272
公园绿地景观 280 004 127 181
水体景观 4 5598 668 191 272
林区景观 16 1065 2361 146 208
未开发地景观 11 3849 1669 174 247
(合计) 68 23206 10000 7 032 10000
32 ! 景观格局指数分析
321 ! 多样性指数分析 ! 对景观类型系统中不同景观类型进行多样性计算,可以发现, 林区
景观多样性指数最高,为 0830(见表 4) , 表明不同类型的森林景观类型较多。但由于惠安地
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带性植被属于亚热带雨林,现仅存为人工林和相当比例的次生林,人工林基本上针叶化, 少部
分混交,生态效益差。同时, 由于惠安县石材工业发达, 大量开采石材, 造成大面积的裸露山
体,导致惠安整体的生态环境较为严峻。而公园绿地景观多样性指数最低,只有 0005。惠安
县城区现有绿地覆盖率低,绿地景观组分单一,格局简单,不能起到很好的生态防护功能。
表 4! 景观多样性( H)、优势度( D)及均匀性( E)指数
景观类型 H D E Hmax
居住区和商业区景观 0471 0529 0158 1 !
工业区景观 0041 0959 0014 1
交通用地景观 0141 1444 0047 1585
农田景观 0650 0936 0217 1585
公园绿地景观 0005 0995 0002 1
水体景观 0381 1619 0127 2
林区景观 0830 0755 0277 1585
未开发地景观 0638 0947 0213 1585
322 ! 优势度分析 ! 优势度以水体景观最高, 为 1619(见表 4)。惠安县地处沿海地带, 各种
类型的水体景观占绝对的优势,其对发展盐业生产和海产品具有独特的地理优势,特别是全县
沿海滩涂面积达 7 5474 hm2,利用其进行养殖海产品,对发展地方经济, 增加农民收入具有重
要的作用。而居住区和商业区则最低, 仅为 0529, 原因是居住区和商业区各类型较为均匀,
故优势度很小。
323 ! 均匀度分析 ! 均匀度以林区景观为最高,为 277% (见表 4) , 分布较为均匀, 特别是该
地区的相思( Acacia spp)、马尾松( Pinus massoniana Lamb)纯林, 树种单调,林相结构单一,易
遭受病虫害的危害。因此,应加强本地区的林分改造, 体现生物多样性,形成具有南亚热带地
域特色和文化的森林体系。相比之下公园绿地景观则最低,仅为 02%。从整体上看, 各类型
的景观均匀度都偏低。
33 ! 景观生态的评价
依据自然保护区综合评价指数分级标准,可将惠安县各景观类型的综合评价指数划分为
3个等级: CEI > 070的景观称为正常景观, 050< CEI< 070的景观称为危急景观, CEI <
050称为极危急景观。景观生态现状正常表示人类活动对景观的影响程度较轻或人类的开
发利用是较为合理的;景观生态现状危急表示由人类对景观的不尽合理的开发利用或景观的
某些自然属性的改变对人类的可持续发展构成潜在的威胁;景观生态现状极其危急表示景观
已经威胁到人类的生存[ 9]。
据表 5统计得知,惠安县生态现存极危急景观占总面积的 1669% ;危急景观占总面积的
4664%;生态现状正常的景观面积仅占总面积的 3667%。这表明,惠安县景观生态形势仍十
分严峻,生态景观的恢复和重建已迫在眉睫。因此,惠安县应加强城市及周边荒山荒地的森林
体系建设,以乔木为主体,以植物群落为基本单位, 构建乔、灌、草、藤复合群落,保证充足的绿
量,发挥森林群落植物的耐害补偿与抗逆性功能, 提高绿地的稳定性。在沿海滩涂地上营建成
片的红树林,恢复海岸线生态功能。
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表 5! 景观生态评价结果
景观类型 景观独特性
景观
多样性
景观
功效性
景观
宜人性
景观美学
价值
综合评价指数
( CEI )
景观生态
现状
居住区和商业区景观 3 3 2 3 3 066 危急
工业区景观 2 2 3 2 3 063 危急
交通用地景观 3 2 3 2 3 065 危急
农田景观 2 4 3 3 3 077 正常
公园绿地景观 3 2 2 3 3 061 危急
水体景观 2 1 2 3 3 054 危急
林区景观 3 4 2 3 2 067 危急
未开发地景观 1 1 1 1 1 025 极危急
4 ! 小结与讨论
( 1)惠安县景观空间格局基本构型以农田为主的景观结构,表明其是以农业生产为主。水
体景观在本地区具有最大的优势,对发展养殖业,促进农业生产, 提高本地区经济效益具有重
要的作用[ 10]。
( 2)惠安县生态环境仍比较严峻,林区景观类型虽较多,但人为不合理的开发利用对整个
生态造成严重的影响,特别是本地区为开采石矿造成本地区水土流失严重。因此应加强森林
网络体系的建设,体现生物和物种的多样性, 充分发挥森林的生态效益。
( 3)在研究中发现,惠安县整个区域中共有斑块 7 032个,其中最大斑块 112 km2, 最小斑
块420 m2, 斑块在大小上差异很大。
( 4)在城市发展规划上,应借旧城改造和新区扩建的机会,将建筑、绿地和道路进行统一合
理规划,平衡公共绿地与其它用地的比例。在现有的居住区和工业区, 应改变传统的见缝插
针式的绿化建设模式,改变单行行道树的种植方式,实行带状绿化,采取复层绿化结构, 维护
其生态效应。在山地森林改造上, 应合理配置阔叶树与针叶树的比例,维护生物多样性。大面
积的荒山地,对宜林地加快进行造林,在总体上形成一个树种丰富、层次复杂、季相分明、色彩
斑斓、景观丰富、生态功能强大的森林网络体系。在沿海滩涂地,应加大红树林的培育面积,在
一定的区域内, 可加以围垦发展海产品[ 11]。
(5)干扰与景观演替在空间特征上的体现。伴随人们干扰程度的加大, 景观多样性将下
降,优势度提高。景观多样性下降和优势度提高意味着人们对景观的定向管理将增强。结果
表明了增加地方经济利益的同时, 将造成一些物种种群数量减少甚至消失,并且能使原来为整
个的自然景观分割成不同类型的景观斑块。因此,发展地方经济的同时应注重加强生物多样
性的保护, 做到经济效益与生态效益可持续发展,维护本地区的生态安全, 并推进生态文明的
建设。
参考文献:
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Analysis and Evaluation of the Landscape Patterns in
Huian County of Fujian Costal Area
FAN Shaohui 1, 2, 3, HONG Zhimeng4 , YE Gongf u4, LIURongcheng5 , ZHANG Jiansheng 5, XIAO Sheng 4
( 1Research Inst itute of Forestry, CAF, Beijing! 100091, China;
2Laboratory of Tree Breeding and Cult ivation, State Forestry Administration, Beijing! 100091, China;
3Internat ional Centre for Bamboo and Rattan, Beijing ! 100102, China;
4Fujian Academy of Forestry,Fuzhou! 350012, Fujian, China;
5Forestry Bureau of Huian County, Fujian Province,Huian ! 362100, Fujian, China)
Abstract:The paper studied the landscape patterns in Huian, a coastal county of Fujian Province. By selecting
the diversity index, dominance index and evenness index, the landscape patterns in the county were analyzed.
The result showed that the landscape pattern was mainly the farmland and the diversity index of forestry areas
was themaximum, but the environment quality was rather poor. There were 7 032 patches in the studied region,
and the largest was 112 km2 , the smallest was 420 m2, this showed that the difference of patch areas was very
large. With the increasing disturbances, the landscape diversity decreased and the dominance increased.
Key words:Fujian coastal area; landscape patterns; analysis; evaluat ion
629第 5 期 范少辉等: 福建沿海惠安县的景观生态格局分析与评价研究