全 文 ：　 　 倡 河北省科技重大攻关项目 （０４２３０１０１D）资助
收稿日期 ：２００６唱０２唱２３ 　 改回日期 ：２００６唱０５唱２０
太行山片麻岩区整体景观格局分析 倡
张金柱１ 　徐学华１ 　杨艳坡１ 　张 　慧２
（１ ．河北农业大学林学院 　 保定 　 ０７１０００ ；２ ．河北农业大学城乡建设学院 　 保定 　 ０７１００１）
摘 　 要 　 对太行山片麻岩山区富岗山庄整体景观空间格局和结构特征进行分析 ，结果表明 ：富岗山庄景观以水土
保持林 、山地板栗和山地苹果为主 ，三者面积占全区面积的 ７５畅２３ ％ ，且大部分处在山坡中坡和上坡位 ，在各景观中
占绝对优势 ；景观面积 、周长 、优势度指数较其他景观类型大 ，破碎度指数较其他景观小 ，对景观整体结构 、功能及
其变化的控制作用较强 。 其他景观类型占有较小面积比例 ，呈小面积零散分布 ，破碎度较大 ，但与优势景观相互联
接形成了一个完整的景观格局 。 富岗山庄目前的景观格局基本合理 ，利于富岗山庄生物多样性的维持 、生态环境
的稳定和资源的可持续利用 。
关键词 　 太行山片麻岩区 　 富岗山庄 　 景观空间格局 　 破碎度指数
Integral landscape pattern of gneiss area of Taihang Mountain ．ZHANG Jin唱Zhu１ ，XU Xue唱Hua１ ，YANG Yan唱Po１ ，
ZHANG Hui２ （１ ．College of Forest ry ，Hebei Agricultural University ，Baoding ０７１０００ ，China ；２ ．College of Urban and Rural
Construction ，Hebei Agricultural University ，Baoding ０７１００１ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（６） ：１６１ ～ １６４
Abstract 　 Spatial patterns and st ructural characteristics of integral landscape of Fugangshanzhuang Village of gneiss area
of Taihang Mountain were analyzed ．Main landscape pat terns of the area include soil and water conservation forest ，Cas唱
tanea mollissimaforest and Malus pumila fo rest ，accounting for ７５ ．２３ ％ of the total area and mostly occurring in the
middle and upper zones of the mountain slopes ．Their con trol capacit y on integral landscape st ructure and function out唱
weighs other landscape types due to large coverage area ，perimeter ，dominance index and low f ragmentation index ．Other
landscape types are heavy fragmentation distribution ，widely scat tered ，and form a integral landscape pattern with dominant
landscape types ．The results indicate a rational spatial pattern of landscape in Fugangshanzhuang Village with beneficial ef唱
fects on biodiversity conservation ，environmental stability and sustainable of natural resource utilizatio n ．
Key words 　 Gneiss area of Taihang Mountain ，Fugangshanzhuang Village ，Landscape spatial pat tern ，Fragmentation index
（Received Feb ．２３ ，２００６ ；revised May ２０ ，２００６）
景观是指由相互作用的斑块以一定的规律组成的 、具有高度异质性的区域 。 景观格局变化是地理 、生
物和社会经济要素互相作用的结果 ，是景观生态学研究的核心之一 。 景观元素包括斑块 、廊道和基质 。 而
斑块的大小 、形状 、类型 、数量和空间组合影响着景观多样性的形成 、分布以及与此相关的径流和侵蚀等各
种生态过程和边缘效应 。 因此 ，景观空间格局的分析和研究不仅有助于探讨景观格局与生态过程的关系 ，
而且对于建立区域生态廊道 ，提高生物多样性 ，控制水土流失 ，增强景观的连续性具有重要意义［１］ 。
太行山片麻岩区是我国水土流失较为严重地区之一 ，为改善当地的生态环境 ，推动经济和社会的可持
续发展 ，在该区进行了景观生态建设 。 本研究以太行山片麻岩区富岗山庄为例 ，对其整体景观格局特征进
行分析 ，阐明各景观要素之间的差异 ，分析景观生态建设的合理性 ，为揭示该区景观的现状特征 ，为太行山
片麻岩区景观生态建设提供理论依据 。
1 　 研究区概况与研究方法
研究区位于河北省内丘县西部太行山区（３７°２０′ ～ ３７°３２′N ，１１４°０５′ ～ １１４°１６′E） ，海拔 ５１８ ～ １１３４m ，属
暖温带半湿润大陆性季风气候 ，春季干旱多风 ，夏季高温多雨 ，年均气温 １２畅３ ℃ ，最高气温 ４２畅６ ℃ ，最低气
温 － ２３畅５ ℃ ，≥ １０ ℃ 年积温 ４２３４ ℃ ，年无霜期 ２００d ，年均降水量 ６８４畅８mm ，年内降水分配不均 ，７ ～ ９ 月份降
水占全年降水量的 ７０ ％ ，年均日照时数 ２５９６h ，昼夜温差较大 。 天然植被以酸枣 （ Zi z phus sativ a var ．
第 １５卷第 ６ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．６
２ ０ ０ ７年 １ １月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov ．，　 ２００７
sp inosus） 、荆条（ V itex negundo var ．heterophylla） 、胡枝子（ Lespede za bicolor） 、三裂绣线菊（ Sp iraea tr iloba唱
ta） 、多花胡枝子（ Lespedeza f lop ibunda） 、白羊草（ Bothr iochloa ischaemum） 、黄背草（ Themeda t riandra var ．
japonica） 、裂叶蒿（ Ar temisia lacin iata） 、草木樨（ Melilotus suaveolens）为主 ，人工植被以刺槐（ Robinia pseu唱
doacaca） 、油松 （ Pinus tabulaeform is） 、栓皮栎 （ Quercus var iabilis） 、侧柏 （ Platycladus o rien talis ） 、山杏
（ Prunrs sibi rica） 、臭椿（ Ailanthus altissima）等乔木树种为主 ，经济林树种主要有苹果（ Malus pum ila） 、板
栗（ Castanea mollissima） 、柿树（ Diospy ros kaki） 、核桃（ Juglans regin）等 。
本研究以富岗山庄 １∶２５０００ 土地利用图（２０００ 年 ）为基本分析图件 ，应用 Arc／ info 地理信息系统
数字化输入土地利用图 ，产生矢量数字文件 ，在 ArcView 软件的支持下 ，将矢量图转化为栅格图 。 根据
研究目的 ，考虑到研究区域的特点和资料的可获得性 ，将富岗山庄景观构成要素分为乔木林 （以刺槐 、
油松 、栓皮栎等为主的水土保持林 ） 、灌木林 、灌草丛 、河滩苹果 、山地苹果 、山地板栗 、其他经济林 、农
田 、居民点 、水域和交通用地 １１ 个景观类型 ，６７ 个斑块 。 各景观要素构成及统计分析见表 １ 、表 ２ 和
表 ３ 。
由于富岗山庄位于太行山片麻岩区 ，考虑到其地形 、地貌 、社会经济发展状况以及生态学效应 ，为描述
景观的连续性 ，借助景观生态学中斑块分维数 、斑块伸长指数 、景观优势度以及景观破碎度指数等来分析富
岗山庄整体景观格局特征 。
斑块分维数（ FD）用来测定斑块形状影响内部斑块的生态过程 ，表达式为 ：
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 FD ＝ ２log２（ P／４）／log（ A） （１）
式中 ，FD 值的理论范围为 １畅０ ～ ２畅０ ，１畅０ 代表形状最简单的正方形斑块 ，２畅０ 表示等面积下周边最复杂的斑
块［２］ 。
斑块伸长指数（ G） ：
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 G ＝ P／（ A）１／２ （２）
式中 ，P 代表斑块周长 ，A 代表斑块面积 。 正方形斑块 G 值为 ４ ，G 值越大 ，斑块形状越长［３］ 。
景观优势度指数（ D０）用于测度景观结构中 １ 种或几种景观类型支配景观的程度 ：
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 D０ ＝ Hma x － H （３）
式中 ，D０ 为优势度 ，Hmax为最大多样性指数 ，Hma x ＝ log２ m ，m 是景观类型数 。 D０ 值较小表示景观是由多个
比例大致相等的类型组成 ，D０ 值较大表示景观只受 １ 个或少数几个类型所支配［２］ 。
景观破碎度（ FN１ ）指景观被分割的破碎程度 ，反映景观斑块的面积异质性 ，斑块面积越小 ，景观破碎度
越大 ，景观异质性越高 。 计算公式为 ：
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 FN１ ＝ （ Np － １）／ Nc （４）
式中 ，FN １ 表示景观破碎化程度 ，Np 为景观斑块的总个数 ，Nc 为景观的总面积［２］ 。
表 1 　 富岗山庄景观斑块与面积特征
Tab ．１ 　 Area and patch properites of Fugangshanzhuang Village
景观类型
Landscape
type
斑块数
Number of
patch
斑块百
分比／ ％
Percent o f
patch
面积 ／hm ２
Area
面积百分
比 ／ ％
Percent o f area
类型斑块数 ∶总
面积／个·h m － ２
Type num ber o f
patch t o to tal a rea
乔木林 １０ １４畅９３ ７８畅４３ ３３畅５７ ０畅０４３
灌木林 ４ ５畅９７ ４畅９６ ２畅１２ ０畅０１７
灌草丛 ２ ２畅９９ ３畅４８ １畅４９ ０畅００９
河滩苹果 ３ ４畅４８ １５畅４０ ６畅５９ ０畅０１３
山地苹果 ９ １３畅４３ ３１畅４２ １３畅４５ ０畅０３９
山地板栗 ２４ ３５畅８２ ６５畅９０ ２８畅２１ ０畅１０３
其他经济林 ７ １０畅４５ １５畅３４ ６畅５７ ０畅０３０
农 　 田 １ １畅４９ １畅４２ ０畅６１ ０畅００４
居民点 １ １畅４９ ６畅２０ ２畅６５ ０畅００４
水 　 域 ３ ４畅４８ ７畅４６ ３畅１９ ０畅０１３
交通用地 ３ ４畅４８ ３畅６３ １畅５５ ０畅０１３
合 　 计 ６７ １００ ２３３畅６４ １００ ０畅２８７
2 　 结果与分析
2畅1 　 太行山片麻岩区景观总体结构特征
由 表 １ 可 知 ， 研 究 区 总 面 积
２３３畅６４hm２ ，划分为 １１ 个景观类型 ，共 ６７
个斑块 ，各景观组分斑块的面积和周长不
同 。 乔木林 、灌木林 、灌草丛 、河滩苹果 、
山地苹果 、山地板栗 、其他经济林 、农田 、
居民点 、水域 、交通用地面积之比为 １ ∶
０畅０６３∶０畅０４４∶０畅１９６∶０畅４０１∶０畅８４０∶０畅１９６
∶０畅０１８∶ ０畅０７９ ∶ ０畅０９５ ∶ ０畅０４６ ，整个景观
中 ，乔木林 、山地板栗和山地苹果占绝对
优势 ，是目前富岗山庄的基质景观 ，控制
着整个景观的物流和能量流动 ，其他景观
镶嵌在其中 ，相互连接构成了一个整体 。
１６２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
　 　 斑块个数反映景观的破碎程度 ，相同面积的组分 ，斑块个数越多 ，则景观破碎度越高 ；斑块个数相同的
组分 ，斑块面积越大则破碎度越低 。 通过实地调查 ，富岗山庄共 ６７ 个斑块 ，其中 ，山地板栗斑块数最多 ，占总
斑块数的 ３５畅８２ ％ ，其次是乔木林 ，占总斑块数的 １４畅９３ ％ 。 灌木林和灌草丛斑块个数较少 ，两者之和仅占总
斑块数的 ８畅９６ ％ ；农田和居民点斑块数最少 ，都只有 １ 个 。 乔木林总面积最大 ，但没有对应最多斑块数 ，破
碎度相对较低 。 类型斑块数与景观总面积之比 ，即各类型在景观上的斑块密度（或孔隙度） ，揭示出景观基
质被各类型斑块分割的程度 ，对物质 、能量分布具有重要影响［１０］ 。 孔隙度高 ，表明某一类型在景观中分布
广 ，影响大 。 在富岗山庄 ，乔木林 、山地苹果 、山地板栗孔隙度较高 ，分别为 ０畅０４３ 个／hm２ 、０畅０３９ 个／hm２ 、
０畅１０３ 个／hm２ ，表明富岗山庄乔木林 、山地苹果 、山地板栗对整体景观影响最为广泛 。
最大斑块周长和平均斑块周长都体现了斑块的连通性和控制作用［４］ 。 由表 ２ 可知 ，富岗山庄最大斑块
周长交通用地最大 ，表明富岗山庄重视兴修道路 ，其次是乔木林 ，为 ４畅８５km ，山地苹果也较高 。 说明富岗山
庄乔木林 、经济林连片分布 、连通性强 。 景观类型的边界密度指景观类型周长与景观类型面积之比 ，表明一
　个景观类型单位面积所拥有周长
的度量 。 单位面积的周长值越
大 ，则景观类型被边界割裂的程
度高 ；反之 ，景观类型保存完好 ，
连通性高［５］ ，该指标在一定程度
上反映了景观类型的破碎化程
度 。乔木林 、河滩苹果和山地苹
果的边界密度相对较小 ，说明其
破碎度指数低 。 由表 １ 和表 ２ 可
知 ，乔木林和山地苹果景观面积
和景观周长均较大 ，而边界密度
比较小 ，景观破碎化程度低 ；灌木
林和灌草丛景观面积和景观周长
均较小 ，而边界密度较大 ，景观破
碎化程度大 。
表 2 　 富岗山庄景观周长特征
Tab ．２ 　 Perimeter properties of Fugangshanzhuang Village
景观类型
Landscape
t ype
周长／k m
Perimeter
周长百
分比／ ％
Percent o f
pe rimete r
　 平均斑块
　 周长／k m
Average perimeter
of patch 　
最大斑块
周长 ／km
M ax ． patch
perimete r
类型周长∶类型
面积／k m· hm － ２
T ype perimeter
t o type area
乔木林 ２３畅４５ ２８畅４３ ２畅３５ ４畅８５ ０畅３０
灌木林 ２畅６０ ３畅１５ ０畅６５ １畅２９ ０畅５２
灌草丛 １畅５３ １畅８５ ０畅７７ ０畅８２ ０畅４４
河滩苹果 ３畅４７ ４畅２１ １畅１６ １畅５２ ０畅２３
山地苹果 ９畅２３ １１畅１９ １畅０３ ２畅８１ ０畅２９
山地板栗 ２１畅７５ ２６畅３７ ０畅９１ １畅９４ ０畅３３
其他经济林 ５畅４６ ６畅６２ ０畅７８ １畅９６ ０畅３６
农 　 田 ０畅５４ ０畅６５ ０畅５４ ０畅５４ ０畅３８
居民点 １畅６７ ２畅０２ １畅６７ １畅１６ ０畅２７
水 　 域 ２畅５１ ３畅０４ ０畅８４ ２畅１７ ０畅３４
交通用地 １０畅２８ １２畅４６ ３畅４３ ５畅３４ ２畅８３
合 　 计 ８２畅４９ １００ １畅２３ ２４畅４ ６畅２９
2畅2 　 太行山片麻岩区斑块伸长指数及分维数
斑块伸长指数表示斑块的形状 ，斑块伸长指数越大 ，斑块形状越长 。 长方形斑块有助于景观稳定
性的维持 。 由表 ３ 可知 ，交通用地斑块伸长指数最高 ，其原因是交通用地为富岗山庄景观廊道 ；山地板
栗 、乔木林斑块伸长指数也较高 ，分别为 ２６畅７９ 和 １８畅５９ ，山地苹果和其他经济林分别为 １６畅４７ 和
１３畅９６ ；而灌木林 、灌草丛 、农田斑块伸长指数较低 。 这主要是由于乔木林沿山脊呈长方形分布 ，山地
板栗 、苹果沿等高线呈条形分布 ，灌木林 、灌草丛呈圆形或三角形小面积分布 ，这与实际调查的情况相
符 。 这一分布特点有助于充分发挥植被的景观生态功能 。
表 3 　 富岗山庄景观格局指数特征
Tab ．３ 　 Index proper ties of landscape pat terns of Fugangshanzhuang Village
景观类型
Landscape t ype
斑块伸长指数
Pa tch ex tension
inde x
斑块分维数
Patch fract al
dimension
景观优势度指数
Landscape
dominance index
景观破碎度指数
Landscape frag唱
mentat ion index
乔木林 １８畅５９ １畅２３ ３３畅４８ ０畅１２
灌木林 １１畅６７ １畅１９ ２畅１３ ０畅６４
灌草丛 ８畅２０ １畅１４ １畅４９ ０畅２９
河滩苹果 ８畅８４ １畅１３ ６畅６０ ０畅１３
山地苹果 １６畅４７ １畅２２ １３畅４７ ０畅２５
山地板栗 ２６畅７９ １畅２８ ２８畅２４ ０畅３４
其他经济林 １３畅９６ １畅２１ ６畅５８ ０畅３９
农 　 田 ４畅５３ １畅０３ ０畅６１ ０畅３１
居民点 ６畅６５ １畅０９ ２畅６６ １畅４５
水 　 域 ９畅１９ １畅１４ ３畅２０ ０畅２７
交通用地 ５３畅９４ １畅４９ １畅５６ ０畅５５
　 　 斑块分维数描述斑块形状的复
杂程度 ，斑块分维数值越高 ，斑块形
状愈复杂 ，景观异质性越高 ，受人为
干扰的程度愈小 ，景观稳定性高 ；斑
块的分维数值越趋近于 １ ，斑块的自
相似性越强 ，斑块形状越有规律 ，同
时 ，斑块的几何形状也越趋近简单 ，
景观异质性越低 ，表明受干扰程度越
大 ，景观稳定性越差［６ ～ ８］ 。 由表 ３ 可
知 ，富岗山庄乔木林 、经济林斑块分
维数高 ，斑块形状多不规则 ，景观稳
定性高 ；灌草丛 、灌木林分维数小于
乔木林和经济林斑块的分维数 ，斑块
第 ６期 张金柱等 ：太行山片麻岩区整体景观格局分析 １６３　
形状不复杂 ，景观稳定性低 。
2畅3 　 太行山片麻岩区景观优势度及破碎度指数
景观优势度用于刻画景观中某种或某类景观要素的相对重要性 ，或者说景观结构和功能受某类景
观要素的控制 。 景观优势度指数乔木林最大 （表 ３） ，为 ３３畅４８ ，其次是山地板栗和山地苹果 ，景观优势
度指数分别为 ２８畅２４ 和 １３畅４７ ，这 ３ 种景观的优势度指数远大于其他景观的优势度指数 。 富岗山庄乔
木林 、经济林集中连片分布 ，从而使乔木林 、山地板栗和山地苹果景观对生态功能的发挥和景观总体起
支配作用 。
景观破碎化程度愈大 ，空间异质性也愈大 。 破碎度指数也可以用来测定景观总体的破碎化程度 ，其值
介于 ０ ～ １ 之间 ，值为 ０ 表示景观未受破坏 ，值为 １ 则表示景观完全被破坏 。 从表 ３ 可知 ，乔木林景观破碎度
指数最小 ，说明此景观保护较好 ，受破坏程度小 。 河滩苹果破碎度指数较小 ，其原因一方面是为获得经济效
益 ，同时为保护河滩 ，致使破碎度小 。 灌木林破碎度指数最大 ，原因是当地生态工程建设中 ，把灌木林改造
成乔木林或经济林斑块 ，使其破碎度增加 。 其他斑块破碎度指数介于之间 。
3 　 小结与讨论
富岗山庄近年来在保护山区生态环境的前提下 ，进行了较完整的景观生态建设 ，可划分为 １１ 种景观类
型 ，其中乔木林 、山地苹果和山地板栗是富岗山庄的 ３ 类优势景观 ，乔木林景观面积占景观总面积的
３３畅５７ ％ ，在增加生物多样性 、恢复植被 ，防止山洪爆发和水土流失以及保护经济林和农田等方面起着重要
作用 。 山地苹果和山地板栗景观占景观总面积的 ４１畅６６ ％ ，对发展山区经济起着积极推动作用 。 其他景观
类型面积比例较小 ，呈小面积零散分布 ，破碎度较大 ，但与优势景观相互连接形成了一个完整的景观格局 。
人类活动对各种景观类型的优势度影响十分明显 。 随着人类活动的加剧 ，人工景观类型在富岗山庄景
观中的优势度增加 ，各景观要素的控制作用增强 。 乔木林 、山地苹果和山地板栗是斑块形状最为复杂的景
观类型 ，尤其乔木林景观 ，无论在斑块面积 、周长和斑块形状复杂程度上都较高 ，在整个景观中具有重要作
用 ；乔木林景观破碎度指数小 ，形成较大面积的景观特征 ，在发挥生态效益方面起着重大作用 。 人工栽植水
保林 、经济林 ，特别是在栽植经济林过程中 ，通过工程整地 、施肥 、灌溉等活动加速了成土过程 ，以人工成土
过程代替自然成土过程 ，加速了植被演替进程［９］ ，改善了当地的生态环境 。 在富岗山庄已基本形成“山顶戴
帽 ，山腰挂果 ，河川米粮”的合理景观格局 ，促进了富岗山庄生态 、经济和社会的可持续发展 ，为太行山片麻
区景观生态建设提供了一条科学途径 。
参 　 考 　 文 　 献
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５ 　 史敏华 ，吕 　 皎 ，张端玲 ．太行山石灰岩中山区水土流失特征分析 ．山西林业科技 ，１９９６ （２） ：４６ ～ ４８
６ 　 彭 　 建 ，王仰麟 ，刘 　 松 ，等 ．海岸带土地持续利用景观生态评价 ．地理学报 ，２００３ ，５８（３） ：３６３ ～ ３７１
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９ 　 吴秀芹 ，蒙吉军 ．塔里木河下游土地利用／覆盖变化环境效应 ．干旱区研究 ，２００４ ，２１（１） ：３８ ～ ４３
１０ Forman R ．T ．T ．，Godron M ．Landscape Ecology ．New York ：John Wiley and Sons ，１９８６
１６４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷