全 文 ：第 wt卷 第 u期
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林 业 科 学
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基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究
陆元昌 洪玲霞 雷相东
k中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 以吉林省汪清林业局金沟岭林场为例 o提出一种基于森林资源二类调查数据的景观要素分类方法 ∀选
取优势树种k组l !海拔 !坡度 !坡向和太阳辐射强度作为分类因子 o在 ŠŒ≥技术支持下 o按分类因子分割林场森林景
观空间为 | zxz个空间基本单元 o建立起量化的 !与植被和环境因子相关的森林景观空间基本单元数据库 o在此基
础上采用聚类分析方法把所有基本单元聚合为不同相似水平上的景观要素类型 o结合生态特征和经营需要对聚类
结果进行分析并最终确定了 z种景观要素类型 o生成了景观要素类型斑块图 ∀斑块特征和空间格局分析结果表
明 }该林区森林景观中以小斑块要素比例最大 o中 !小斑块数占总斑块数的 |s h ∀针阔混交林具有最大的面积 !平
均斑块面积 !斑块周长 !最大生境面积和内部生境指数 o是该地区受人为干扰相对较小 !仍需要进行保护的景观要
素类型 ∀在森林经营中 o应注意保护大型斑块的景观要素类型 ∀
关键词 } 森林景观 ~景观要素分类方法 ~森林景观结构分析 ~森林资源二类调查数据
中图分类号 }≥ztz ~≥zt{1xwn x ~≥zx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsu p ssut p s|
收稿日期 }ussv p sy p uz ∀
基金项目 }科技部/十五0攻关课题/东北天然林生态采伐更新技术研究与示范0sx课题kussw…„xts…szsxl的部分内容 ∀
Στυδψ ον Χλασσιφιχατιον οφ Φορεστ Λανδσχαπε Χοµ πονεντσ Βασεδ
ον Φορεστ ΡεσουρχεΙνϖεντορψ ∆ατα φορ Μαναγεµεντ
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kΙνστιτυτε οφ Φορεστ Ρεσουρχε Ινφορµατιον Τεχηνιθυεσo ΧΑΦ Βειϕινγtsss|tl
Αβστραχτ} …¤¶¨§²± §¤·¤²©©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨ ¬±√¨ ±·²µ¼o¤¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²± °¨ ·«²§©²µ¯ ¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¶º¤¶§¨√¨ ²¯³¨ §¬±·«¬¶
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©¨µ¨±¦¨ ¤±§·«¨ ±¶«²∏¯§¥¨ ¦¤µ¨©∏¯¯ ¼ ³µ²·¨¦·¨§¬±·«¨ ³µ²¦¨¶¶²©©²µ¨¶·°¤±¤ª¨ °¨ ±·q
Κεψ ωορδσ} ©²µ¨¶·¯¤±§¶¦¤³¨ ~¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²± °¨ ·«²§©²µ¯¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·~¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±¤¯¼¶¬¶²©©²µ¨¶·¯¤±§¶¦¤³¨ ~©²µ¨¶·µ¨2
¶²∏µ¦¨ ¬±√¨ ±·²µ¼ §¤·¤©²µ°¤±¤ª¨ °¨ ±·
景观k¯ ¤±§¶¦¤³¨ l是一个反映内陆地形地貌k诸如草原 !森林 !山脉 !湖泊等l或某一地理区域的综合地形
特征的地理空间单元 o是由景观要素有机联系组成的复杂系统 o含有等级结构 o既有独立的完整结构及相应
的生态学 !经济学和社会学功能 o又有明显的视觉特征和美学价值 o是边界明确 !在空间上可辨识的地理实体
kƒ²µ°¤± ετ αλqot|{y ~邬建国 ousssl ∀
森林景观是以森林生态系统为主体所构成的景观 o森林景观研究的目的在于通过对森林景观结构 !功
能 !动态变化 !相互影响及控制机制的研究 o揭示基本规律和掌握调控手段 o并通过科学的规划设计对景观实
施生态保护 !恢复 !建设和管理k…¤¶®¨ ±·ετ αλqot||| ~郭晋平 ousstl ∀森林景观分类即是确定景观构成要素
及其空间分布格局 o是在大尺度上探讨森林生态系统整合问题的基础k白梅玲等 oussul ∀森林景观要素类型
的划分是开展森林景观生态研究 !分析景观格局结构 !进行景观规划设计的基础 ∀景观要素是指构成景观的
基本的 !相对均质的土地生态要素或单元的集合 ~其分类是一个基于自然地理和气候 !土地利用类型 !植被和
土壤特征等因素而划分的多级分类体系 o命名也多以主导的植被类型或土地利用类型以冠之k‘¤√¨ « ετ αλqo
t||w ~肖笃宁等 ot||{l ∀景观要素类型的划分可粗可细 o要根据所研究的内容及所要阐述的问题确定景观要
素类型划分的详细程度 ~除此之外还受到研究地区资料的限制 ∀虽然已有大量的文献研究景观及景观要素
的格局特征及动态变化k郭晋平等 ot|||¤~t|||¥~韦新良等 ot||z ~王晓春等 oussvl o但缺乏对景观要素划分方
法的研究 o尤其是考虑环境因子的定量方法的研究 ∀本文以吉林省汪清林业局金沟岭林场为例 o利用 ŠŒ≥建
立量化的 !空间化的环境数据库 o提出了一种基于森林资源二类调查数据的新的景观要素分类方法 o并对景
观要素的斑块特征和格局进行了分析 ∀
t 研究地区概况
研究地区金沟岭林场位于吉林省汪清县境内东北部 o东经 tvsβsxχ ) tvsβt|χ !北纬 wvβtzχ ) wvβuxχ o属长白
山系 o总面积 ty u{y «°u ∀金沟岭林区是汪清河 v条大支流中的第二支流发源地 o属长白山系老爷岭山脉雪
岭支脉 ~地貌属低山丘陵 o海拔 vss ∗ t uss ° o坡度一般在 xβ ∗ uxβ o个别陡坡 vxβ以上 ∀林区属季风型气候 o全
年平均气温 v1| ε 左右 o积温 u tww ε ~t月份气温最低 o平均 p vu ε 左右 ~z月份气温最高 o平均 uu ε ~多年
平均年降水量 yss ∗ zss °° o且多集中在 z月份 ~早霜从 |月中旬开始 o晚霜延至翌年 x月末 o生长期 tus §~
积雪平均 xs ¦°∀土壤主要是玄武岩中低山灰化土灰棕壤类型 o平均厚度 ws ¦°∀
该林区属吉林省东部山地温带湿润针阔叶混交林地带的长白山红松云冷杉针阔混交林小区 o其原生植
被为红松针阔混交林k5吉林森林6编辑委员会 ot|{{l ∀但经过长期的经营活动及其他人为干扰 o部分天然
红松针阔混交林已经演替成多种森林类型 o还有相当部分经人工造林成为落叶松kΛαριξ ολγενσισl !红松k Πινυσ
κοραιενσισl和云杉k Πιχεα κοραιενσισl纯林 ∀
植被类型从垂直分布来看 o海拔 vss °以下为河岸沼泽地 !干草地 o主要以塔头苔草 !禾本科草类及少数
灌木为主的无林地 ~海拔 vss ∗ wss °为河谷平地 o生长有云杉 !大青杨k Ποπυλυσ υσσυριενσισl !枫桦k Βετυλα χοστα2
ταl !白桦k Β q πλατψπηψλλαl等主要乔木 ~海拔 wss ∗ yss °为红松阔叶混交林 o阴向缓坡伴生椴树k Τιλια αµυρεν2
σισl !白桦 !春榆k Υλµυσ προπινθυαl o阳向缓坡伴生蒙古栎k Θυερχυσ µονγολιχαl !白桦 !色木k Αχερ µονοl等 ~海拔
yss ∗ {ss °为以红松为主的针阔混交林 o红松 !云杉 !臭冷杉k Αβιεσ νεπηρολεπισl占ws h ∗ ys h o其余为椴 !桦 !
榆 !色木 !水曲柳k Φραξινυσ µανδσηυριχαl !黄菠萝k Πηελλοδενδρον αµυρενσεl等 ~海拔 {ss ∗ t sss °基本上是云冷
杉阔叶混交林 o云冷杉占组成的 zs h左右 o其他树种有红松 !枫桦 !椴 !榆 !色木等占 vs h ~海拔 t sss ∗ t vss
°多为云冷杉纯林 ∀本地区的各类森林植被及河流道路等构成了具有不同生态功能的森林景观格局 ∀
u 数据和方法
211 研究数据
数据以该林场 t||z年的森林资源二类调查数据为主 ∀在 ¤³Œ±©²系统的支持下将二类资源数据数字
化 o包括输入 tΒx万地形图作为基础的等高线和林班小班等森林区划的地理空间数据 o结合属性数据建立了
林相图 ∀小班因子调查数据包括编号 !林班小班号 !面积 !地类 !立地类型 !优势树种 !起源 !树种组成 !龄组 !
每公顷蓄积 !经营类型 !造林树种 !土壤类型 !土壤质地 !土壤厚度 !坡度 !坡向 !权属 !海拔 !太阳辐射强度等
us余个属性数据项 o其中太阳辐射强度是在基础地理空间数据和 ∂¬¨ºŠŒ≥系统支持下首先生成全林场的地
表全年太阳辐射数据图层 o再将数据分解到小班获得 o并进一步分解到划分后的森林景观空间基本单元 ∀
212 研究方法
u1u1t 确定分类因子 分类因子的确定取决于其重要性和研究的尺度k×∏µ±¨ µετ αλqot||tl ∀由于该区的森
林覆盖率达 |{1vz h o根据该区的实际情况 o确定了 t个植被因子和 w个环境因子作为分类因子 ∀植被因子
为优势树种k组ltl o环境因子包括海拔 !坡度 !坡向和年太阳辐射强度 w个与森林景观形成密切相关的因子 ∀
uu 林 业 科 学 wt卷
考虑当地的植被分布规律和分类结果不至于过分破碎的原则 o将环境因子进行分级 o如表 t所示 ∀所有因子
均按其级别赋以相应的数值进行聚类分析 ∀
表 1 景观要素分类因子及分级列表
Ταβ . 1 Φαχτορσ ανδ τηειρ γραδεσφορ χλασσιφιχατιον οφλανδσχαπε χοµ πονεντσ
分类因子 ≤ ¤¯¶¶¬©¬¦¤·¬²±©¤¦·²µ¶ 分级或取值范围 Šµ¤§¨¶²µµ¤±ª¨
植被因子
∂ ª¨¨·¤·¬²±
©¤¦·²µ¶
优势树种k组l
⁄²°¬±¤±··µ¨¨
¶³¨¦¬¨¶kªµ²∏³l
红松 !云杉 !樟子松 !落叶松 !臭松 !榆树 !白桦 !杨树 !杂木 !针叶混交 !针阔
混交 !慢生阔叶混交 !中生阔叶混交
Ž²µ¨¤± °¬±¨ o Ž²µ¨¤± ≥³µ∏¦¨ o ≥¦²·¦« °¬±¨ o Ž²µ¨¤± ¤µ¦«o Ž«¬±ª¤± ƒ¬µo ∞¯ ° o
…¬µ¦«o˜¶¶∏µ¬°²³¯¤µo²·«¨µ·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶o°¬¬¨ §¦²±¬©¨µ²∏¶©²µ¨¶·o°¬¬¨ §¦²±¬©¨µ²∏¶
¤±§¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §©²µ¨¶·o¶¯²º2ªµ²º± ¤±§ °¨ ¶²³«¼·¬¦°¬¬¨ §¥µ²¤§2¯ ¤¨√ §¨©²µ¨¶·¶
环境因子
∞±√¬µ²±° ±¨·¤¯
©¤¦·²µ¶
海拔 ∞¯ √¨¤·¬²±Π° 低海拔 ²º ¨¯ √¨¤·¬²±kxss ∗ {ssl ~高海拔 ‹¬ª«¨¯ √¨¤·¬²±k{st ∗ t svsl
坡度 ≥¯ ²³¨ 平坡 ²ºk  |βl ~斜坡 ¬§§¯ k¨tsβ ∗ vxβl ~陡坡 ‹¬ª«k  vxβl
坡向 „¶³¨¦· 阴坡 ‘²µ·«¶¯²³¨ ~阳坡 ≥²∏·«¶¯²³¨
太阳辐射强度
≥²¯¤µµ¤§¬¤·¬²±¬±·¨±¶¬·¼Πktsw#¦°pu¤p tl 强 ‹¬ª«kyx ∗ {s1ut{l ~中 ¬§§¯ k¨xx ∗ yxl ~弱 ²ºk  tz1wtu zl
tl吉林省林业厅 qt||{ q吉林省森林资源规划设计调查技术细则 qt{w
u1u1u 建立分类数据库 在 ¤³Œ±©²系统的支持下 o在矢量化的林相图上分别按以上确定的 x个分类因子
及其取值范围k表 tl生成不同的因子图层 ~将这些图层进行叠加并用投影切割林相图的方法将全场分成若
干个面积大小不等的森林景观空间基本单元 o使得每个单元对各分类因子具有唯一的取值 ∀获取各单元的
分类因子值即得到景观分类的基础数据库 ∀
u1u1v 景观要素分类 tl 聚类分析和景观要素 对切割后的景观空间基本单元按 x个变量kt个植被因子
和 w个环境因子l的数据进行聚类分析 o可分别聚合成 vs !tx !tu !| !y !v !t等不同层次上的类群 ∀这个工作以
本研究室开发并自主版权的/统计之林 kƒ²µ≥·¤·l0林业分析专用软件为技术支持 o采用最小欧氏距离系统聚
类法完成 ∀根据聚类结果谱系图按一定的原则确定森林景观空间的要素类型 ∀本研究确定景观要素的原则
是 }≠下一层次的分类与上一层次相同 o即类型不可再分时 o取上一层次的分类结果 ~类与类之间有明显的
差异 o主要因子无交叉现象 ~≈是对森林经营有独立意义的森林类型要素 ∀类型划分得太少 o反映不出构成
森林景观的内部要素结构特征 ~而类型划分得太多 o则景观要素划分太细而不利于表现出在景观层次有独立
意义和显著作用的生态系统及其相互间的关系 ∀ul生成景观要素斑块分布图 以 ¤³Œ±©²系统为技术支持
平台 o结合林班线 !河流 !道路等明显的生态系统分界线 o在斑块不跨越分界线的原则下将景观要素类型相同
的相邻单元进行合并 o最后生成 z类景观要素类型斑块图k图 v¥l 及相应的属性数据库 ∀
u1u1w 景观结构分析评价 在景观要素分类和斑块图的基础上 o进行景观要素斑块特征和景观要素结构的
分析 ∀景观要素斑块特征包括斑块的数量 !形状和分布等 ∀数量特征用斑块总面积 !平均面积 !最大和最小
面积 w个指标 ~斑块形状则用斑块形状指数 Σρ表示 o通过计算某一斑块周长与相同面积的圆周长之比来测
量其形状复杂程度 ∀公式为 }Σρ € ΠΠku ΠΑl ∀式中 }Π为斑块周长 ~Α为斑块面积 ∀当斑块形状为圆形时 o
Σρ € t o取值最小 ~斑块的形状越复杂 oΣρ值越大 k邬建国 ousss ~×∏µ±¨ µετ αλqousstl ∀各景观要素的形状指
数为其斑块的面积加权平均值 ∀
景观结构分析包括各景观要素的内部生境面积 !景观破碎化程度和景观粒级结构等特征的分析和评价 ∀
内部生境面积是斑块面积减去受边缘效应影响的边缘面积之后的面积 ∀本研究仅就森林景观中内部生境的
整体特征进行分析 o采用林分平均高的 x倍作为各要素边际带宽度 o应用地理信息系统的缓冲区k¥∏©©¨µl功
能生成边际带图层而计算内部生境面积 ∀内部生境指数为 }ΦΙ € ΑιΠΑ∀式中 }Αι 为某一景观要素类型的内
部生境总面积 ~Α为该景观要素类型的总面积 ∀
景观破碎化程度可用斑块密度即单位面积上斑块体数目和单位面积内的斑块面积这 u个指标表示 ∀单
vu 第 u期 陆元昌等 }基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究
位面积上斑块数目越多 o单位面积内斑块面积越小时 o景观越破碎 ∀景观粒级结构是指景观要素的粗 !细粒
结构 o斑块在很大程度上受自然和人为干扰因素的影响 ∀而粒级大小又取决于整个景观研究的尺度k唐季林
等 ot||xl ∀本研究把斑块体分为 x级 }小斑块 k  ts «°ul o中斑块kts ∗ xs «°ul o大斑块 kxs ∗ tss «°ul o超大
斑块 ktss ∗ uss «°ul o巨斑块 k  uss «°ul ∀
图 t 森林景观空间基本单元分布图及其单元属性基础数据库示意图
ƒ¬ªqt ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± °¤³²©·«¨ ©²µ¨¶·¯¤±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨¨ ±·¤µ¼ ∏±¬·¶¤±§¥¤¶¬¦§¤·¤¥¤¶¨ ²©¬·¶¤·µ¬¥∏·¨
v 结果与分析
311 森林景观空间基本单元数据库及聚类分析谱系图
按优势树种 !海拔 !坡度 !坡向 !太阳辐射强度等 x个分类因子图层投影切割林相图而将全场范围分成了
| zxz个面积大小不等的森林景观空间基本单元分布图及数据库如图 t所示 ∀从图 t可见 o得到的每个森林
景观空间基本单元仍然带有其对应的二类调查小班的所有属性数据 o所以聚类分析理论上可以根据需要用
这些因子的任意一组子集进行 ∀对这 | zxz个基本单元按确定的 x个分类变量 kt个植被因子和 w个环境因
子l 进行聚类分析 o结果中从 tx类到 t类聚合水平的类群谱系图如图 u所示 ∀
图 u所示的分类体系表现出了森林景观系统同样具有向下可分 !向上可组合的一般系统内在特征 ∀将
这个系统在哪个层次上划分为几个要素 o是根据需要和可能做出的一种决策 ∀
312 景观要素类型及其斑块分布图
根据上述 v个确定景观要素原则 o在 |类聚合水平结果上 o将其 w ∗ z类及 v ∗ |类分别合并 o最后将全
场的森林景观空间划分为有独立经营意义的 z类森林景观要素类型 o每一类都是内部特征相对一致而相互
间有显著区别的森林生态系统 o采用所属的植被类型对其进行命名 ∀各景观要素类型的名称及特征描述如
下 }
类型 t }无林地类景观 o包括河流 !道路 !采伐迹地 !林业设施用地等 ∀
类型 u }杨杂林景观 o是该区内面积比例最小的景观要素类型 ∀植被以杨树和杂木林为主 ozs h分布在
高海拔地带 o坡度多为 tsβ ∗ vxβ间的斜坡 oxs h以上面积的太阳辐射强度为中等级别 ∀
类型 v }榆树林景观 ∀植被以榆树林为主 o均分布在低海拔地带 o坡度均在 tsβ以下 o|s h以上的太阳辐
射强度为中等级别 ∀
类型 w }臭松 !红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林景观 ∀植被以臭松 !红松 !云杉纯林和针叶混交林为主 o
wu 林 业 科 学 wt卷
图 u 从景观空间基本单元到不同水平景观构成要素的聚类谱系
ƒ¬ªqu ׫¨ ¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²± ¶¼¶·¨° ©µ²° ¨¯ °¨¨ ±·¤µ¼ ∏±¬·¶²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ·² ¤¯±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¶¤·§¬©©¨µ¨±·¯ √¨¨ ¶¯¥¼ ¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶
图中加下划线部分为最终确定的 z个景观构成要素类型 o下同 ∀
׫¨ ∏±§¨µ¯¬±¨ º²µ§¶¤µ¨ ·«¨ ©¬±¤¯ ¦¯¤¶¶¨¶²©¶¨√¨ ± ¤¯±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·q׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
zs h以上分布在高海拔地带 o|x h以上为 tsβ ∗ vxβ间的斜坡 oys h以上的太阳辐射强度为中 !强等级别 ∀
类型 x }阔叶混交和白桦林景观 ∀植被以慢生和中生阔叶混交林和白桦林为主 ozx h以上分布在低海拔
地带 o坡度以平坡和斜坡为主 o{s h以上的太阳辐射强度在中等以上 ∀
类型 y }针阔混交林景观 o是该区内面积比例最大的景观要素类型 ∀植被以针阔混交林为主 oys h左右
分布在低海拔地带 o|x h以上在坡度为 tsβ ∗ vxβ间的斜坡 ozs h的太阳辐射强度在中等以上 ∀
类型 z }落叶松和樟子松纯林景观 ∀植被人工落叶松纯林和樟子松纯林 ozs h以上分布在低海拔地带 o
{x h以上在坡度为 tsβ ∗ vxβ间的斜坡 o中等太阳辐射强度占一半以上 ∀
在斑块不跨越分界线的原则下将景观要素类型相同的相邻单元进行合并 o最后生成 z类景观要素类型
斑块图及相应的斑块属性数据库 o这 u个结果是进行森林景观分析和评价的基础材料 ∀合并前后的景观要
素类型斑块图 o如图 v所示 ∀
313 森林景观分析和评价
森林景观生态学作为林学与景观生态学交叉的一门新兴学科 o在概念框架 !理论体系和技术方法上都正
在发展 o景观评价的内容和方法都非常丰富 ∀在揭示对象区域森林景观结构的基本特征和对森林经营实践
提供参考指导的目标下 o本研究确定的森林景观评价内容和工作流程如图 w所示 ∀
xu 第 u期 陆元昌等 }基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究
k¤l
合并前的景观要素类型单元构成示意图
k¥l
合并后的林场景观要素类型斑块空间分布
≥³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± °¤³²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·∏±¬·¶¥¨©²µ¨ ¦²°¥¬±¤·¬²± ≥³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± °¤³²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·³¤·¦«¨¶¤©·¨µ¦²°¥¬±¤·¬²±
类 t ≤¯ ¤¶¶t }无林地 • ¬¯§ ¤¯±§~ 类 u ≤¯ ¤¶¶u }杨杂林 °²³¯¤µ¤±§²·«¨µ¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §©²µ¨¶·~ 类 v ≤¯ ¤¶¶v }榆树林 ∞¯ ° §²°¬±¤·¨§©²µ¨¶·~ 类 w
≤ ¤¯¶¶w }针叶混交 !红松 !云杉 !臭松 ¬¬¨ §¦²±¬©¨µ²∏¶©²µ¨¶·oƒ¬µo°¬±¨ o≥³µ∏¦¨ ³∏µ¨ ©²µ¨¶·~ 类 x ≤¯ ¤¶¶x }阔叶混交和白桦林 …¬µ¦«¤±§ °¬¬¨ §¥µ²¤§2
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图 v z类森林景观要素类型斑块空间分布图
ƒ¬ªqv ≥³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± °¤³²©·«¨ z ©²µ¨¶·¯¤±§¶¦¤³¨ ¦¯¤¶¶¨¶
景观评价技术
¤±§¶¦¤³¨ √¨¤¯∏¤·¬²± ·¨¦«±¬´∏¨¶
斑块特征统计
°¤·¦«©¨ ¤·∏µ¨¶¶·¤·¬¶·¬¦¶
分类图矢量化
∂ ¦¨·²µ°¤³ °¤®¬±ª
斑块数据统计
°¤·¦«¦²°³∏·¤·¬²±
景观分析
¤±§¶¦¤³¨ ¤±¤¯¼¶¬¶
斑块特征
°¤·¦«©¨ ¤·∏µ¨¶
数量特征
±∏¤±·¬·¼ ©¨ ¤·∏µ¨¶
形状特征
≥«¤³¨ ©¨ ¤·∏µ¨¶
结构分析
≥·µ∏¦·∏µ¨ ¤±¤¯¼¶¬¶
生境指数
‹¤¥¬·¤·¬±§¨ ¬
粒级结构
Šµ¤¬± ¶·µ∏¦·∏µ¨
斑块密度
°¤·¦«§¨ ±¶¬·¼
图 w 森林景观结构分析评价内容及工作流程图
ƒ¬ªqw „¶³¨¦·¶¤±§³µ²¦¨¶¶²©©²µ¨¶·¯¤±§¶¦¤³¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±¤¯¼¶¬¶¤±§ √¨¤¯∏¤·¬²±
v1v1t 景观要素斑块数量特征 确定的 z类景观要素斑块面积和周长统计数据如表 u所示 ∀可以看出 o全
林区 z种景观要素类型斑块总数为 {vu个 o斑块平均面积为 t|1w{ «°u o平均周长为 u1uv ®°∀类 w !类 x !类 y
和类 z占总面积的 |y1yz h o这 w类是该林区的主要森林景观要素 o其斑块数从多到少依次为 }类 x !类 y !类
w和类 z o但差别不明显 ∀平均斑块面积最小的为无林地 !杨杂林和榆树林 ∀在各类森林景观要素中 o类型 x
即白桦林和阔叶混交林的斑块数最多 ∀
类型 y即针阔混交林具有最大的总面积 !最大的平均斑块面积和斑块周长 o数量上在整个景观中占绝对
优势 o是构成该林区森林景观基质的要素类型 ∀同时又有最大和最小的斑块面积和周长 o说明其斑块形状的
差异最大 ∀
v1v1u 景观要素斑块形状特征 斑块形状指数反映斑块形状的复杂程度 ∀形状指数越大 o表示斑块形状越
复杂 ∀
yu 林 业 科 学 wt卷
表 2 7 类景观要素斑块面积和周长统计表 ≠
Ταβ . 2 Στατιστιχσ οφ αρεα ανδ περιµετερ οφ πατχηεσφορ τηε 7 φορεστ λανδσχαπε χλασσεσ
景观要素类型
¤±§¶¦¤³¨
¦²°³²±¨ ±·
¦¯¤¶¶
斑块数
‘∏°¥¨µ²©
³¤·¦«¨¶
面积 „µ¨¤Π«°u 周长 °¨ µ¬° ·¨¨µΠ®°
总面积
ײ·¤¯ ¤µ¨¤ h
平均
„√¨ µ¤ª¨
最大
¤¬q
最小
¬±q
总周长
ײ·¤¯
³¨µ¬°¨ ·¨µ
h 平均„√¨ µ¤ª¨
最大
¤¬q
最小
¬±q
类 t ≤ ¤¯¶¶t {v uyw1zw t1yv v1t| u{1uv s1u{ zz1{| w1us s1|w v1{y s1uv
类 u ≤ ¤¯¶¶u | tsx1tv s1yx tt1y{ uy1|s u1z{ tz1z| s1|y t1|{ v1yw s1y{
类 v ≤ ¤¯¶¶v t| ty|1{v t1sx {1|w yw1{v s1ux vw1wz t1{y t1{t y1xv s1ux
类 w ≤ ¤¯¶¶w tz| v zsv1xs uu1{x us1y| tvw1tv s1wt wsu1xx ut1zs u1ux {1vz s1vv
类 x ≤ ¤¯¶¶x t{y u |yv1uw t{1u{ tx1|v tws1st s1vz wus1|s uu1y| u1uy tt1xx s1u{
类 y ≤ ¤¯¶¶y t{t y yx{1yu wt1s| vy1z| t{s1zw s1uv x{w1{t vt1xv v1uv tt1uu s1ut
类 z ≤ ¤¯¶¶z tzx u vws1|| tw1wx tv1v{ tt|1su s1uz vty1wu tz1sy t1{t |1vz s1uv
合计 ײ·¤¯ {vu ty usy1sx tss1ss t|1w{ t {xw1{w tss1ss u1uv
≠下划线部分为本栏目中的最大或最小值 o下同 ∀ ƒ¬ª∏µ¨¶¤¶¥²¯§©¤¦¨¶¤µ¨ ·«¨ °¤¬¬°∏° ²µ°¬±¬°∏° ²©·«¨ ¦²¯∏°± √¤¯∏¨¶o·«¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
表 3 7 类景观要素斑块形状指数表
Ταβ . 3 Τηε φορµ ινδεξ οφ τηε 7 φορεστ λανδσχαπε χλασσεσ
景观要素类型
¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¦¯¤¶¶
类 t
≤¯ ¤¶¶t
类 u
≤¯ ¤¶¶u
类 v
≤ ¤¯¶¶v
类 w
≤¯ ¤¶¶w
类 x
≤¯ ¤¶¶x
类 y
≤ ¤¯¶¶y
类 z
≤¯ ¤¶¶z
形状指数 ƒ²µ°¬±§¨¬k Σρl u1|v u1|{ v1vy u1zy v1vu u1|v u1{t
由表 v可以看出 oz种类型的斑块形状指数在 u1zy ∗ v1vy之间 ∀天然次生阔叶林k类 v和类 xl的斑块
形状指数较大 o这是因为天然次生阔叶林中的一些先锋树种 o对环境的适应能力较强 !分布广 o因此斑块形状
不规则 ∀针阔混交林 k类 yl 次之 o它保留了原始林的某些特征 o斑块形状也较不规则 ∀而落叶松和樟子松
纯林 k类 zl 以及臭松 !红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林 k类 wl 多为人工营造的林分 o形状相对规则 ∀
314 森林景观结构分析
v1w1t 内部生境面积及指数 内部生境面积是影响森林景观功能及其动态变化过程的重要结构特征 ∀许
多林栖生物需要足够大的森林内部生境才能满足其种群生存发展的要求 ∀
表 4 7 类森林景观要素内部生境总面积统计表
Ταβ . 4 Στατιστιχ ταβλε οφ τηειννερ ηαβιτατ αρεα οφ τηε 7 φορεστ λανδσχαπε χοµ πονεντσ
景观要素类型
¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¦¯¤¶¶
林分平均高
„√¨ µ¤ª¨ ¶·¤±§
«¨¬ª«·Π°
斑块数
‘∏°¥¨µ²©
³¤·¦«¨¶
总面积
ײ·¤¯
¤µ¨¤Π«°u
缓冲区面积
…∏©©¨µ
¤µ¨¤Π«°u
内部生境面积
Œ±±¨ µ«¤¥¬·¤·
¤µ¨¤Π«°u
内部生境指数
Œ±±¨ µ«¤¥¬·¤·
¬±§¨¬Πh
类 t ≤¯ ¤¶¶t s1ss {v ) ) ) )
类 u ≤¯ ¤¶¶u tv1sw | tsx1tv {x1vs t|1{v t{1{y
类 v ≤¯ ¤¶¶v |1|y t| ty|1{v tty1w| xv1vw vt1wt
类 w ≤¯ ¤¶¶w tv1zy tz| v zsv1xs u uvs1z| t wzu1zt v|1zz
类 x ≤¯ ¤¶¶x tu1tu t{y u |yv1uw t {wv1t| t tus1sx vz1{s
类 y ≤¯ ¤¶¶y tx1uv t{t y yx{1yu v yvu1vu v suy1vs wx1wx
类 z ≤¯ ¤¶¶z tt1xu tzx u vws1|| t wsu1ws |v{1|x ws1tt
合计 ײ·¤¯ ) {vu ty usy1sx | vts1w| y yvt1t{ )
由表 w可以看出 o内部生境面积最大的为针阔混交林 o其他从大到小依次为臭松 !红松 !云杉针叶纯林和
针叶混交林 !阔叶混交和白桦林 !落叶松和樟子松纯林斑块 o榆树林和杨杂林的内部生境面积最小 ∀针阔混
交林的内部生境指数最高 o其他从大到小依次为落叶松和樟子松纯林 !臭松 !红松 !云杉针叶纯林和针叶混交
林 !白桦和阔叶混交林 !榆树林和杨杂林 ∀针阔混交林具有最大的生境面积和内部生境指数 o这是因为它主
要是自然形成的景观 o受人为干扰相对较小 ∀
v1w1u 景观粒级结构 从表 x可看出 oz种景观要素中以小斑块比例最大 o占总斑块数的 xs h以上 o中 !小
zu 第 u期 陆元昌等 }基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究
斑块之和约占总斑块数的 |s h o大斑块和超大斑块占 ts h o因此该区以中小斑块为主 ∀就单个景观要素类
型看 o杨杂林 !榆树林 !阔叶混交和白桦林 !落叶松和樟子松纯林 w种类型以小斑块为主 ~针阔混交林和臭松 !
红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林则以中 !大斑块为主 ∀大斑块和超大斑块主要分布在针阔混交林中 o占全
部景观范围内大斑块和超大斑块的 xs h以上 ∀说明针阔混交林相对完整 o接近该区的原始植被 ∀
表 5 各类斑块级别统计表 ≠
Ταβ . 5 Στατιστιχ ταβλε οφ πατχηεσ διστριβυτιον ον διφφερεντ σχαλεσ
景观要素类型
¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¦¯¤¶¶
小斑块
≥°¤¯¯ ³¤·¦«
中斑块
 §¨¬∏° ³¤·¦«
大斑块
¤µª¨ ³¤·¦«
超大斑块
≥∏³¨µ³¤·¦«
巨大斑块
‹∏ª¨ ³¤·¦«
块数
‘∏°¥¨µ h
块数
‘∏°¥¨µ h
块数
‘∏°¥¨µ h
块数
‘∏°¥¨µ h
块数
‘∏°¥¨µ h
合计
ײ·¤¯
类 t ≤¯ ¤¶¶t zz |1ux y s1zu s s1ss s s1ss s {v
类 u ≤¯ ¤¶¶u x s1ys w s1w{ s s1ss s s1ss s |
类 v ≤¯ ¤¶¶v tx t1{s v s1vy t s1tu s s1ss s t|
类 w ≤¯ ¤¶¶w zw {1{| |t ts1|w ts t1us w s1w{ s tz|
类 x ≤¯ ¤¶¶x tsz tu1{y yz {1sx | t1s{ v s1vy s t{y
类 y ≤¯ ¤¶¶y v{ w1xz |{ tt1z{ vu v1{x tv t1xy s t{t
类 z ≤¯ ¤¶¶z ttu tv1wy xx y1yt z s1{w t s1tu s tzx
合计 ײ·¤¯ wu{ xt1ww vuw v{1|w x| z1s| ut u1xu s {vu
≠小斑块  ts «°u o中斑块 ts ∗ xs «°u o大斑块 xs ∗ tss «°u o超大斑块 tss ∗ uss «°u o巨斑块  uss «°u ∀h为该类斑块占总斑块数的百分数 ∀
≥°¤¯¯ ³¤·¦«k¥¨ ²¯º ts «°ul o° §¨¬∏° ³¤·¦«kts ∗ xs «°ul o ¤¯µª¨ ³¤·¦«kxs ∗ tss «°ul o¶∏³¨µ³¤·¦«ktss ∗ uss «°ul o«∏ª¨ ³¤·¦«k²√¨ µuss «°ul q׫¨ ¶¼°¥²¯
²© h µ¨³µ¨¶¨±·¶·«¨ ³µ²³²µ·¬²± ²©·«¨ ±∏°¥¨µ²© ¤¨¦«·¼³¨ ²©³¤·¦«¨¶·²·«¨ ±∏°¥¨µ²©·²·¤¯ ³¤·¦«¨¶q
v1w1v 景观破碎化程度 从单位面积上斑块数 k表 yl 来看 o无林地 !杨杂林和榆树林的破碎化程度较低 o
而其他 w种类型的破碎化程度较高 o且差别不大 ∀若从单位面积内斑块面积来看 o无林地 !杨杂林和榆树林
的破碎化程度较高 o且与其他 w种类型有显著差异 ~w种类型中又以针阔混交林和臭松 !红松 !云杉针叶纯林
和针叶混交林面积密度较高 o破碎化程度较低 ∀综合二者来看 o针阔混交林的破碎化程度最低 o其次是臭松 !
红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林 o白桦林和阔叶混交林 !落叶松和樟子松纯林最高 ∀这是由于针阔混交林
及臭松 !红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林 u种类型受到破坏程度较小 o接近当地的原始群落 ~而阔叶混交林
多为严重破坏后形成的次生林 o落叶松和樟子松纯林则为人工营造 ∀
表 6 7 类景观要素斑块密度表
Ταβ . 6 Πατχη δενσιτψ οφ τηε 7 φορεστ λανδσχαπε χλασσεσ
景观要素类型
¤±§¶¦¤³¨ ¦²°³²±¨ ±·¦¯¤¶¶
类 t
≤¯ ¤¶¶t
类 u
≤¯ ¤¶¶u
类 v
≤ ¤¯¶¶v
类 w
≤¯ ¤¶¶w
类 x
≤¯ ¤¶¶x
类 y
≤ ¤¯¶¶y
类 z
≤¯ ¤¶¶z
斑块数
‘∏°¥¨µ²©³¤·¦«¨¶Π®°pu s1xt s1sy s1tu t1ts t1tx t1tu t1s{
斑块面积 °¤·¦«
¤µ¨¤Πk«°u#®°pul t1yv s1yx t1sx uu1{x t{1u{ wt1s{ tw1ww
w 结论和讨论
基于森林资源二类调查数据 o利用 ŠŒ≥建立量化的 !空间化的植被和环境因子数据库 o选取优势树种
k组l !海拔 !坡度 !坡向和太阳辐射强度作为分类因子 o将全场切割为| zxz个单元 o在此基础上采用聚类分析
确定景观要素类型并生成斑块空间分布图及其数据库 o是一种综合林分和环境因子进行森林景观生态研究
的有效方法 ∀用此方法将全场共划分为 z类景观要素 o其中臭松 !红松 !云杉针叶纯林和针叶混交林 k类 wl !
阔叶混交和白桦林 k类 xl !针阔混交林 k类 yl及落叶松和樟子松纯林 k类 zl占总面积的 |y1yz h o是该区的
主要森林景观要素k生态系统l类型 ∀森林景观要素分类为景观结构分析和规划提供了基础 ∀
景观要素斑块特征和景观结构分析表明 }针阔混交林具有最大的面积 !最大的平均斑块面积和斑块周
长 ~斑块形状指数也较高 o其斑块形状和布局较为复杂 ∀z种景观要素中以小斑块 k面积  ts «°ul 比例最
大 o占总斑块数的 xs h以上 o中 !小斑块数占总斑块数的 |s h ∀大斑块和超大斑块主要分布在针阔混交林
{u 林 业 科 学 wt卷
中 o占全部景观范围内大斑块和超大斑块的 xs h以上 ∀针阔混交林具有最大的生境面积和内部生境指数 ∀
针阔混交林及臭 !红 !云针叶纯林和针叶混交林 u种类型的破碎化程度较低 ∀大型斑块能保存更多的物种 o
有利于林内生物的生存和物种多样性的保护 ∀因此 o在森林经营中 o应注意保护大型斑块的景观要素类型 o
主要是针阔混交林 ∀景观要素类型的斑块特征和结构与其受到的人为干扰程度有关 ∀占该区面积 wt1s| h
的针阔混交林接近自然形成的景观 o受人为干扰相对较小 ∀
人为干扰加剧以及对森林的不合理采伐 o使森林自然景观的整体结构被打破 o森林内部生境面积缩小 o
破碎化程度增加 o这些因素都影响着物种 !物质 !能量和信息的流通 ∀如何在分类和结构研究基础上进行森
林景观规划和格局调控经营措施设计 o是进一步研究的方向 ∀
参 考 文 献
白梅玲 o李培芬 o张琪如 qussu q福山试验林之景观分类 q中华林学季刊 ovvkvl ou|t p vtu
郭晋平 qusst q森林景观生态研究 q北京 }北京大学出版社 ovyw
郭晋平 o阳含熙 o张芸香 qt|||¤q关帝山林区景观要素空间分布及其动态研究 o生态学报 ot|kwl }wy{ p wzv
郭晋平 o张云香 qt|||¥q关帝山林区景观要素空间关联度与景观格局分析 q林业科学 ovxkxl }u{ p vv
5吉林森林6编辑委员会 qt|{{ q吉林森林 q吉林 }吉林科学技术出版社 ott{ p tuy
唐季林 o王新杰 qt||x q迭部林业局景观结构及生态空间格局分析 q见 }游先祥 k主编l q森林资源调查 !动态监测 !信息管理系统的研究 q北
京 }中国林业出版社 otvv p twu
王晓春 o孙 龙 o周晓峰 o等 qussv q黑龙江省森林景观的格局变化 q应用与环境生物学报 o|kul ottt p tty
韦新良 o周国模 o余树全 qt||z q森林景观分类系统初探 q中南林业调查规划 otykvl }wt p ww
邬建国 qusss q景观生态学 ) ) ) 格局 !过程 !尺度和等级 q北京 }高等教育出版社 oux{
肖笃宁 o钟林生 qt||{ q景观分类与评价的生态原则 q应用生态学报 o|kul }utz p uut
…¤¶®¨ ±·o∞°¬±  qt||| q≤²±·µ²¯ ¬¯±ª¶³¤·¬¤¯ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©©²µ¨¶·¨§ ¤¯±§¶¦¤³¨¶}¤¦¤¶¨ ¶·∏§¼·²º¤µ§¶ ¤¯±§¶¦¤³¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·q¤±§¶¦¤³¨ ∞¦²¯²ª¼ otw ktl }{v p |z
ƒ²µ°¤±o •¬¦¤«µ§× × oŠ²§µ²±o ετ αλqt|{y q¤±§¶¦¤³¨ ∞¦²¯²ª¼ q²«± º¬¯¨ ¼ i ¶²±¶Œ±¦q ‘¨º ≠²µ®o˜≥„ oyt|
‘¤√ «¨o √¨ o¬¨¥¨µ°¤±o ετ αλqt||w q¤±§¶¦¤³¨ ¦¨²¯²ª¼ }·«¨²µ¼ ¤±§¤³³¯¬¦¤·¬²± ku±§ §¨ql q≥³µ¬±ª¨µ2∂ µ¨¯¤ªo ‘¨º ≠²µ®ovys
×∏µ±¨ µo ²±¬¦¤Š oŠ¤µ§±¨ µo ετ αλqt||t q±∏¤±·¬·¤·¬√¨° ·¨«²§¶¬± ¤¯±§¶¦¤³¨ ¦¨²¯²ª¼}·«¨ ¤±¤¯¼¶¬¶¤±§¬±·¨µ³µ¨·¤·¬²±²© ¤¯±§¶¦¤³¨ «¨·¨µ²ª¨ ±¨ ¬·¼q≥³µ¬±ª¨µ2∂ µ¨¯¤ªo
‘¨º ≠²µ®oxvy
×∏µ±¨ µo ²±¬¦¤ Š oŠ¤µ§±¨ µo ετ αλqusst q¤±§¶¦¤³¨ ¦¨²¯²ª¼¬±·«¨²µ¼ ¤±§³µ¤¦·¬¦¨ q≥³µ¬±ª¨µ2∂ µ¨¯¤ªo ‘¨º ≠²µ®ov{z
征 稿 启 事
ussx年是5林业科学6xs周年 ∀xs年来 o5林业科学6宣传党的林业科技政策 o公布和宣传林业最新研究
成果 o开展学术交流 o倡导百家争鸣 o为祖国的林业建设做出了重要的贡献 o得到了广大林业科技工作者的支
持和信赖 ∀ 5林业科学6曾两次荣获/国家期刊奖0 o一次/国家期刊奖提名奖0 o是林业界唯一获此殊荣的期
刊 ∀
为更好地以科学发展观指导林业科技事业的繁荣和发展 o把期刊办出更高水平 o中国林学会拟在今年 x
月举办5林业科学6xs周年纪念活动 ∀欢迎广大读者为5林业科学6感言 !寄语或祝福 o谈5林业科学6对自己
工作和事业的帮助与影响 o以不超过 wss字为宜 o届时编辑部将摘编部分内容编入5林业科学6xs周年纪念
册并在本刊刊出 ∀
征稿截止期为 ussx年 w月 vs日 o请以电子邮件或信函方式发到本刊编辑部 ∀
编辑部 p¨°¤¬¯} ¬¯±¼®¬ƒ©²µ¨¶·µ¼q¤¦q¦±
通讯地址 }北京万寿山中国林学会5林业科学6编辑部 tsss|t ∀
|u 第 u期 陆元昌等 }基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究