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Analysis on the landscape pattern of the vegetation in Baiyunshan Scenic Spot,Guangzhou

广州白云山风景区植被景观格局探析



全 文 :第 13卷 第 1期
2 0 0 5年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agriculture
V01.13 NO.1
Jan., 2005
广州白云山风景区植被景观格局探析 *
汪永华 苏志尧 陈北光
(华南农业大学林学院 广州 510642)
擅 要 对广州白云山风景区植被景观格局研究分析结果表明,该 区植被 已处于白云山景观的基质,其总面积与
总周长比重大,分别 占全景观的77.58%和 77.60%;各斑块面积和周长变异很大,阔叶林斑块数(64块)和总面积
(12.720knl2)均最大,为主要植被景观类型。 白云 山全景观破碎化程度较小,其粒级结构表现为小斑块多而大斑块
少格局,但斑块形状较规则,同类型斑块间差异较小,斑块分维数较小。其 中阔叶林粒级结构较完整,且破碎化程
度最小,而疏林草地与果园类型破碎化程度较大。
关键词 植被景观 景观格局 景观类型 白云山风景 区
Analysis on the landscape pattern of the vegetation in Baiyunshan Scenic Spot,Gnangzhou.W ANG Yong-Hua,SU Zhi—
Yao,CHEN Bei—Guang(College of Forestry,South China Agricultural University,Guangzhou 510642),CJEA,2005,
13(1):45~48
Abstract The landscape pattern 0f the vegetation in Baiyunshan Sc enic Spot.Guangzho u was studied.The results show
that the vegetational landscape dominates in the landscape of Baiyunshan absolutely.the total areaS and total perimeters of
the vegetational landscape patches are 77.58 percent and 77.60 percent of the whole lan dscape of Baiyunshan,respective—
ly.And the differences of every patch areaS and perimeters are very big.The evergreen broadleaved forest is characterized
by the largest patch number and the largest total patch area(12.720km2).The vegetational landscape in the area is a type
of grain lan dscape now,the fragmentation is smal,the grain structure shows that the small patches are more an d large
ones less in number,but the shapes of patches are regular in the ares ,and the differences of patches in the same typ es ale
very smal1.The evergren broadleaved forest typ e is the smalest fragm entation,while the sparsity forest,grasland,and
fruit types are the bigger fragm entations.
Key words Vegetation lan dscape,Landscape pattern ,Landscape typ e,Baiyunshan Scenic Spot
植被景观格局可反映植被空间分布及其动态受环境异质性和干扰状况综合控制的基本特征。受人类
干扰破坏,白云山风景区自然植被景观格局发生了较大变化,而景观类型的组成、配置及其利用是否合理与
该区水土流失控制、生态环境和生物多样性保护以及可持续发展密切相关。本研究分析了白云山风景区植
被景观格局特征,为合理开发利用白云山自然资源提供理论依据。
1 研究区域概况与研究方法
白云山座落在广州市区,位于北纬 23。09 -23。13 ,东经 l13。16 ~l13。19 ,为九连山脉向西南延伸的支
脉,属丘陵地形,以摩星岭最高,海拔高度 382m,属南亚热带季风海洋性气候,年均气温 21.4~21.8℃,年降
水量 1689.3~1876.5mm,且 4~9月份 降水量 占全年降水量 的 85%以上,年均湿 度 79%,总面积
32.266km2,地带性土壤为强酸性赤红壤。白云山原生植被为南亚热带季风常绿阔叶林_1 J,经多次破坏和人
工更新(包括林分改造),现植被主要是天然次生阔叶林和部分马尾松林及其针阔叶混交林。根据白云山地
形图(1:10000)、植被图(1:10000)以及景观资源分布图(1:10000)等,结合地面样地详细调查、景观土地属
性分类的植被分类途径及植被群落的外貌特点(种类组成、优势度类型等)l1 J,划分植被景观类型见表 1。并
绘制了白云山风景区景观类型图,以获取不同景观类型斑块的面积和周长。其中野外调查、编图方法和精
度等均以全国农业区划委员会编制的《土地利用现状调查技术规程》为依据,在此基础上分析白云山风景区
植被景观特征,并采用景观斑块大小、周长、粒级结构、形状和景观破碎度测度其景观空间特征。
·“九五”广州市科技攻关重大项目(98一Z-044—01)部分研究内容
收稿日期:2003—12—30 改回日期 :2004—01—31
中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
表 1 白云山风景区植被景观斑块基本分类
Tab.1 Landscape patch types in Baiyunshan Scenic Spot
斑块类型名称 代 码 斑块类型名称 代 码 斑块类型名称 代 码
Patch types Codes Patchtypes Codes1 Patch types Code~
常 绿 针 叶 林 A 藜 蒴 栲 林 c6 荷 木 +尖叶 杜英林 C18
马 尾 松 林 A1 柠 檬 桉 林 荷 木 +大叶 野樱林 C19
加 勒 比 松 林 A2 大叶相思 +木麻黄林 c8 中华锥 +大叶相思林 C2o
常绿针阉混交林 B 降 真香 +中华 锥林 C9 樟 + 枫 香 林 C21
马尾松 +荷木林 B1 荷 木 + 樟 林 C1o 红苞 木 +山 乌桕林 C22
马尾松 +相思林 B2 降 真香 +鸭脚 木林 C1l 鸭脚木+中华锥+大叶野樱# C23
常 绿 阉 叶 林 C 荷 木 + 火 力 楠 林 Cl2 疏林草地 (含 草地 ) D
大 叶 相 思 林 C1 荷 木 + 千 年 桐 林 C13 果 园 E
马 占 相 思 林 C2 台湾相思 +千年桐林 Cl4 其 他 用 地 F
大 叶 紫 薇 林 C3 荷 木 + 藜 蒴 栲 林 C15 水 库 F1
尖 叶 杜 英 林 cd 荷木+降真香+山乌柏林 C16 建 筑 用 地 F2
枫 香 林 荷 木 + 中 华 锥 林 C17
种景观类型平均斑块面积差异基
本接近,而周长标准差变化较大,
疏林草地类型斑块周长差异明显
大于其余 4种景观类型。
2.2 植被景观斑块面积及粒级结
构的变化
白云山风景区植被景观中各
斑块类型拥有的面积极不均衡,
以果 园 类 型 (E)面 积 最 小
(0.106km2),疏林草地(D)面积最
大(5.196km2),除疏林草地和马
2 结果与分析
2.1 植被景观斑块类型与总体特征
白云山风景区分 31个基本斑
块类型共 200个斑块,斑块面积与
周长分布极不均衡 (见表 2),其植
被景观类型包括常绿针叶林、常绿
针阔叶混交林、常绿阔叶林、疏林
草地和果园 5种共 29个基本斑块
类型,植被景观斑块数、总面积、周
长之 和分别 占全景观 的78.5%、
77.58%和77.60%,其中阔叶林为
主要类型,其面积与周长分别 占植
被景观的 50.81%和 43.17%。5
表 2 白云山风景区景观格局总体特征
Tab.2 Total characters of landscape pattern of Baiyunshan Scenic Spot
尾松 +荷木林(B1)2类型斑块面积较大外,其他 27种类型斑块面积较平均,呈小面积零散分布特点,一定程
度反映出白~-tl景观出现破碎化。1个斑块类型与整个景观面积的比例,在相对意义上给定每个斑块类型
对于整个景观的贡献率,大部分斑块类型面积比例为 1%~5%。各类型斑块平均面积差异则比其面积 占白
云山整个景观比例的差异有所减小。 29种斑块类型中位于白云松涛景点的加勒比松林(A2)平均斑块面积
表 3 白云山风景区植被景观斑块面积与粒级结构的变化 *
Tab.3 The area of patches and grain structure of Baiyianshan Scenic Spot
*表中括号内为百分比;**A 为斑块面积。
最大(0.607km2),降真香+鸭脚木林(C11,0.066km )平均斑块面积最小。由标准差可知各类型斑块面积间
变化较大,即斑块大小差异明显。景观类型的粒级结构指该景观类型斑块中不同面积大小级别的斑块数量
第 1期 汪永华等 :广州白云山风景区植被景观格局探析 47
组成状况[2】,本研究划分了微斑块(≤0.02km )、小斑块(0.02~0.2km2)、中斑块(0.2~0.3km )、中大斑块
(0.3-0.4km2)、大斑块(0.4~0.6km2)和超大斑块(>0.6km2)6个斑块大小等级,并用景观类型各级斑块
数 目与面积分别占该类斑块的比例描述白云山风景区植被景观斑块的粒级结构(见表 3)。白云山风景区面
积<0.2km2的斑块共 146块 ,占整个斑块数的73%,而面积 >0.2km2的斑块共 54块,仅 占整个斑块数的
27%。各景观类型中除常绿针阔混交林类型外,均以小斑块比重最大(均>50%),常绿针叶林、常绿阔叶林、
疏林草地、果园和其他用地等景观类型中,面积<0.2km 斑块数 比例分别为 79%、61%、86%、100%和
88%。白云山全景观仅有 1块面积>3km2的斑块 ,整体仍属细粒结构景观。自云山全景观微、小斑块数量
较多,但其单个斑块面积较小,而大型斑块中单个斑块面积虽大,但其数量较少,故 白云山景观粒级结构呈
小斑块多、大斑块少,而面积趋向于较均匀的格局,这与前人研究结果相吻合-2 J。
2.3 植被景观类型形状特征与斑块周长的变化
常绿针叶林、常绿针阔混交林、常绿阔叶林、疏林草地和果园 5种植被景观类型斑块的总周长比例为
322:439:1352:996:1,常绿阔叶林和疏林草地类型周长明显高于其他 3种类型,为常绿针叶林、常绿针阔混
交林 2景观类型的2~4倍,果园的近千倍。各斑块类型周长间也存在较大差异,疏林草地周长最大,樟 +枫
香林周长最小(1.958km),除个别斑块类型外,各类型周长大小总体趋势大体与其面积分布规律近似。阔叶
林各斑块类型周长普遍较低,这可能由于生境的关系,适宜的优势种(或种组)较复杂,按优势种的生活型划
分的斑块类型较细,也可能是林分改造导致不同斑块的优势种不同,并形成不同斑块类型的结果。斑块类
型的平均斑块周长揭示出该类型斑块拥有边界的长度,加勒比松林平均斑块周长最大(4.939km),樟 +枫香
林类型平均斑块周长最小(0.979km),其余多为 1~4km,整体差异较小。该结果与北京市东灵山地区各植
被景观斑块类型的平均斑块周长极相似-3 J。景观类型或斑块类型的平均斑块周长面积 比揭示出斑块的边
界效应-4 J。单位面积上周长越大,该类型被边界切割的程度越高,反之则斑块连通性越好。白云山各景观
类型或斑块类 型的平均斑块周长面积比多 <20km/km ,仅疏林草地 和果园类型为 20.38km/km 和
23.38km/km 。阔叶林类型平均斑块周长面积比整体较小(仅 11.3km/km ),表明该类型边界密度低,类型
保持完整,连通性较好,对增加物种多样性有一定作用。斑块几何形状是描述景观特征的重要因子之一-4 J,
本研究采用 3种形状指数描述斑块形状,即形状系数指数(SJ)L5 J:
SI=P/[2(丌S)1/2] (1)
分维数指数(FD)[6]:
FD =2log2(P/4) (2)
伸长指数(G) :
G = P/(S)
式中,P为斑块周长,S为斑块面积。G值越大表示斑块越
长,SJ值越大表明斑块形状和周边越复杂,FD理论值范围为
1.0~2.0,1.0代表形状最简单的正方形斑块,2.0代表等面
积下周边最复杂的斑块。由表 4可知,3种斑块形状指标值的
大小顺序均为景观>疏林草地>常绿阔叶林>常绿针阔混交
林>常绿针叶林 >果园,各景观类型中疏林草地类型分维数
(1.32)、斑块伸长指数(46.45)和平均形状系数(13.10)均最
高,表明疏林草地形状最复杂,斑块 自相似性最差 ,其原因是
疏林草地大部分处于白云山游人较集中的各大景点和景区,
(3)
表 4 白云山风景区植被景观类型形状特征
Tab 4 s}lapesof vegetatm l柚dscapetypesinNiyumhan Some Sp0t
景观类型 分维鼓/km·km一 斑块伸长指数 平均形状系数
Landscape types Fractal dimension Elongation index Shape index
人造景观较多。阔叶林类型分维数(1.28)、伸长指数(40.29)和形状系数(11.36)仅次于疏林草地类型,其
形状也表现出较大的复杂性。白云山风景区绝大部分阔叶林类型分维数和形状系数较小,分别分布于区间
(1,1.4)与 (1,6),表明阔叶林类型斑块形状较紧凑。白云山风景 区全景观总分维数(1.34)、伸长指数
(75.51)和形状系数(21.30)均大于各类型及各斑块,表明大斑块明显较小斑块复杂,这同北京地区植被景
观斑块形状特征相类似 J,这可能是因人类更易对小斑块造成影响,且小斑块能够镶嵌于大斑块中所致。
各景观类型及斑块类型的平均分维数相差较小,说明整体上其斑块褶皱程度较低。白云山斑块形状较简
单,其形状主要取决于自然条件和自然地貌,同时由于人类活动较强烈,影响到整个景观且作用较均衡。
中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
2.4 植被景观破碎化的变化
破碎化指数描述景观里某一景观类型在给定时间和给定性质上的破碎化程度[引。本研究采用斑块总
数 5l、景观类型斑块数与景观总面积比[ 、斑块密度(各类景观斑块数目与其面积比)[引、单位面积上的斑块
表5 白云山檀被景观破碎化的变化 面积[。 等反映景观生态系统破碎化特征。白云山
Tab.5 Fragmentation of vegetation landscape in Baiyunshan 各景观类型拥有的斑块数差异明显(见表 5),常绿
阔叶林 、疏林草地类型斑块数均>40块 ,而果园类
型仅 1块斑块。类型斑块数与景观总面积 比大小
顺序为常绿阔叶林>疏林草地>常绿针叶林 >常
绿针阔混交林>果园,常绿阔叶林类型在白云山分
布广且影响大,孔隙度最高,每 km2有阔叶林斑块
1.984块 ,而其斑块密度(5.032块/km2)较小 ,仅
大于针阔叶混交林类型,其原因是阔叶林类型斑块
面积较大,已处于白云山景观的基质地位。白云山
植被正向本地区顶极群落南亚热带季风常绿阔叶林演替。疏林草地、果园 2类型斑块密度最大,均 >
9块/km2,即其破碎化最严重。而常绿针叶林类型斑块密度也较大,其原因是广布于白云山的马尾松林 由
于 自然演替及人工更新的影响其斑块面积 日趋变小和分散。但白云山各景观类型斑块密度与白云山全景
观平均斑块密度 6.199块/km2相差较小。因此 白云山风景区各景观类型破碎化程度差异不明显 ,白云山
植被景观乃至全景观破碎化程度较低。阔叶林与疏林草地类型斑块数较多,类型面积占景观总面积比及类型
斑块数与景观总面积比均较大,阔叶林破碎化最小,疏林草地与果园类型破碎化较大,但全景观破碎化程度较
小。
3 小 结
白云山风景区分 31个基本斑块类型共 200块斑块 ,各斑块面积与周长变异较大,植被景观已处于白云
山景观基质,其总面积与总周长比重大,分别占全景观的 77.58%和 77.60%,阔叶林斑块数(64块)和总面
积(12.720km2)均最大,为主要植被景观类型。白云山全景观破碎化程度较小,粒级结构表现为小斑块多而
大斑块少,总分维数、伸长指数和形状系数分别为 1.34、75.51和 21.30,斑块形状较规则,同类型斑块间差
异较小,自我相似性较好,总体构型较规整。各景观类型及斑块类型形状较接近,斑块分维数较小,位于区
间(1,1.4)之间。其中阔叶林类型粒级结构较完整,破碎化最小 ,而疏林草地与果园类型破碎化程度较大。
参 考 文 献
1 苏志尧,古炎坤 ,陈北光等.广州 白云山风景区植被和植物群落类型.华南农业大学学报,1997,18(2):23~29
2 郭晋平,薛俊杰 ,李志强等.森林恢复进程中景观要素的斑块大小与结构的动态分析.生态学报 ,2000,20(2):218~223
3 马克明,傅伯杰 .北京东灵山景观格局和破碎化.植物生态学报 ,2000,24(3):320~326
4 刘灿然,陈灵芝 .北京植被景观斑块形状指数分析.生态学报,2000,20(4):559~564
5 Forman R.T.T.,GodTon M.Landscape Ecology.New York:John Wiley and Sons,1986
6 TurnerM .G.A spatial simulationmodel ofland use changeinGeorgia.AppliedMathematics andComputation,1988,27:39~51
7 Baskent E.Z.,Jorden G.A.Characterizing spatial structure of forest landscape.Can J For ReS.,1995,25:1830~1849