荆门市十里牌林场森林景观空间格局动态分析研究

简 阳,李小华

(1.广东省林业调查规划院，广东 广州 51000；2.湖北荆门市森林资源监测中心，湖北 荆门 431800)



荆门市十里牌林场森林景观空间格局动态分析研究

简 阳1,李小华2

(1.广东省林业调查规划院，广东 广州 51000；2.湖北荆门市森林资源监测中心，湖北 荆门 431800)

摘要：以湖北荆门市十里牌林场为研究对象,以二类调查数据为信息源,利用GIS技术和Fragstats软件,对林场2009～2014年期间的景观格局特征情况进行了分析。结果表明: 林场景观具有较高多样性，斑块分布较为均匀，彼此之间连接较好，结构稳定。针叶林、阔叶林一直是林场主要景观类型。林场受外界干扰较小，开展多种经营、服务城市发展是主要变化原因，变化主要集中于未成林地、宜林地、苗圃地、针叶林、非林地。林场整体景观破碎度增加、多样性呈下降趋势。

关键词：十里牌林场；森林景观；景观格局；GIS

1引言

城郊型国有林场因资源相对集中，管理水平较高，经营目的多样，综合效益显著等特点，在保障城市生态安全，提升群众生态福祉，促进绿色发展上发挥着重要作用。但同时受地理因素影响，其保护与发展矛盾日渐突出。2015年，中共中央、国务院印发《国有林场改革方案》和《国有林区改革指导意见》，将国有林场功能明确定位于保护培育森林资源，维护国家生态安全[1]。因此，研究新形势下城郊型国有林场如何更好发挥生态职能更有意义。本文以国有湖北荆门市十里牌林场为研究对象，通过研究其内部景观空间格局特征变化，分析变化规律及影响因子，为实现森林资源的可持续经营和更好服务城市经济发展提供科学依据。

2研究区域概况

荆门市十里牌林场始建于1956年，现与湖北千佛洞国家森林公园实行两块牌子一套班子，属副县级事业单位。林场现经营面积4.48万亩, 场部位于荆门市中心城区，下设天关、罗汉山、青山、王坡、黄山、五岭等六大分场，全场南北相距40 km，东西相距16 km，国土范围与4区10个乡镇25个村近百个单位接壤。林场处亚热带向温带过度的地带，在《中国植被》区划系统中属北亚热带常绿、落叶针、阔叶混交林带(图1)。

3研究方法

3.1研究思路

本文主要以荆门市十里牌林场2009年森林资源二类调查数据和2014年林地变更数据库(均为shapefile格式，含属性数据和空间数据)为基础数据，根据研究目的和景观生态学相关知识建立景观分类系统，选取表征景观静态分布特征值的景观指数。利用地理信息系统软件ArcGIS10.2将两期森林资源数据转为GRID格式，并导入景观分析软件Fragstats 4.2，对林场不同时期的森林景观格局指数进行计算，根据计算结果对景观特征及动态变化情况、原因进行分析。

图1　荆门市十里牌林场位置

3.2景观分类

景观生态分类是景观结构和功能研究的基础，揭示了景观内部格局、分布规律、演替方向[2]。本次研究根据研究目的、林地类型和植被分布情况，将林场森林景观分为1-针叶林、2-针叶林、3-针阔混交林、4-灌木林地、5-未成林地、6-苗圃地、7-无立木林地、8-宜林地、9-林业辅助生产用地、10-非林地等10个景观类型。

3.3景观指数

景观指数是高浓度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面的简单定量指标[3]。景观格局指数一般分为斑块、斑块类型、景观等3个水平级。根据确定的研究尺度，本文选取斑块类型水平及景观水平上生态学意义上比较明显的几种常用指数[4～7](表1)。

表1　景观指数及其生态学意义

4研究结果与分析

4.1景观格局组成及变化分析

从表2可以看出，2009年针叶林、阔叶林两类景观斑块所占景观面积比例最大，为林场主要景观类型，林场各类景观类型面积大小依次为针叶林>针叶林>非林地>宜林地>未成林地>灌木林地>苗圃地>针阔混交林>无立木林地>林业辅助生产用地，2014年则为针叶林>针叶林>非林地>宜林地>未成林地>苗圃地>灌木林地>针阔混交林>林业辅助生产用地>无立木林地，针叶林、阔叶林仍为林场主要景观类型，但针叶林优势度所有下降。所有景观类型中除宜林地、非林地外，其它景观类型的最大斑块所占面积比均呈下降趋势，反映出优势度减小。从面积指数和斑块所占景观类型比例指数变化情况可以得出，针叶林面积减少最为显著，为 45.7 hm2，非林地类型面积增加最多，为42.8 hm2。全部景观类型中，无立木林地变化幅度最大，减幅97.2 %。从斑块类型数量来看，总数变化不大，但未成林地、非林地数量变化明显，反映出外界对林场景观格局的影响主要作用在这两个方面。

表2　2009年、2014年斑块类型特征指数变化情况

表3　2009～2014年土地利用类型转移矩阵

表4　2009年、2014年林场空间异质性指数变化

从转出角度看，转出面积最大的景观类型为未成林地，转出面积78.2 hm2，主要转向阔叶林、针叶林。其次为针叶林，转出面积63 hm2，主要转向未成林地、非林地。而面积变化幅度最大的为无立木林地，面积减少25.1 hm2，变化幅度达97.2 %，且全部转为未成林地。从转入角度看，转入面积最大的景观类型为未成林地，面积为51.7 hm2，主要来源无立木林地和针叶林。其次为阔叶林，转入面积50.5 hm2，主要来源为未成林地。

4.2景观异质性变化分析

从表4可以得知，2009年、2014年林场不同景观要素类型之间斑块密度、边缘密度、景观形状指数、平均斑块面积差异明显，表明斑块分化程度较高。针叶林、阔叶林为主要景观类型，其斑块形状复杂，周边很发达，受外界影响也较大。宜林地、非林地虽然不为主要景观类型，但其边缘密度、景观形状指数较高，也表明景观的割裂程度大，人类活动较多。2009～2014年，林场各类景观指数均有小幅变化，表明外界干扰力度总体不大。其中，针叶林、灌木林、苗圃地、非林地的斑块密度增加，表明外界干扰力度增大，景观破碎程度增加，其它指数变化情况进一步佐证了变化结果。未成林地的斑块密度增边缘密度、景观形状指数均呈下降趋势，平均斑块面积增加，表明景观破碎度降低，外界干扰减小。

4.3景观多样变化分析

从表5可以看出，2009年、2014年林场景观蔓延度、散布与并列、香浓多样性、香浓均匀度指数均较高，表明林场整体景观水平多样性较高，森林景观类型较为丰富，景观斑块类型间的邻接程度较大，景观结构组成趋于复杂，斑块类型之间分布较为均匀，具有较好的连接性。但2014年度指数较2009年均所有降低，表明受林场人为活动的影响，景观破碎化趋势增大，景观结构的丰富度降低。

表5　2009、2014年景观多样性变化情况

4.4变化原因分析

从林场各类景观指数变化和土地转移矩阵情况可以得出，2009～2014年间，林场景观变化主要集中于针叶林、未成林地、无立木林地、非林地等，通过研究变化方向和搜集资料，变化原因主要体现在3个方面。

4.4.1促进自身发展的需要

因历史原因，林场包袱较重，导致自身发展滞后，林场基础设施建设、职工基本福利等保障困难。为改变落后生产经营状态，林场转变发展思路，充分发挥地域、资源优势，大力发展花卉苗木产业、生态旅游业，特别是2009～2014年，花卉苗木和生态休闲业一直为林场主导产业，为林场创造良好经济效益。同时，林场争取国家项目资金力度加大，启动了棚户区改造、森林防火设施修建、彩叶植物组培繁育中心等建设项目，加快推进了场区基础设施改造升级，改善了自身生产经营环境。

4.4.2提升森林资源质量的需要

为实现“两增”目标，确保森林资源健康发展。2009～2014年林场通过开展植树造林，及时对各类迹地和遭受火灾、病虫害、气候灾害等危害的林地进行更新造林和补植补造，实施低产林改造、森林抚育工程等，逐步改变单一造林模式，积极营造混交林，提高阔叶林、混交林比重，加快林分林相改造，实现森林资源质量提升。

4.4.3服务城市发展大局的需要

近年来荆门市城市发展迅速，人口不断向中心城区聚集，市域范围不断拓展，城市用地日趋紧张。而十里牌林场坐落于市域范围内，特别是王坡、青山、罗汉山分场位于中心城区，随着城市化进程的加快，路网、电网等基础设施建设不可避免的经过林场，因此部分林地被征占用。加之近年来林场周边农业活动增加和农家乐的兴起，导致蚕食林地现象时有发生，增加森林资源管理难度。

5结语

(1)林场主要景观类型为针叶林、阔叶林。2014年，林场主要景观类型仍为针叶林、阔叶林，但针叶林比重呈下降趋势，阔叶林、苗圃地、非林地比重呈增加趋势。

(2)从总体上看，林场景观具有较高多样性，斑块分布较为均匀，彼此之间连接较好。2014年，各类景观指数有小幅变化，表明外界干扰力度总体不大，林场景观仍具有较高的多样性，但在外界干扰影响下，大部分景观斑块形状变得复杂,彼此间作用变强，破碎度增加，整体景观的多样性呈下降趋势。

(3)从面积变化情况看，林地与非林地之间整体变化幅度不大，表明林场林地保护情况较好，但。从转移情况可以看出，变化主要集中于针叶林、未成林地、无立木林地、非林地景观类型上，反映出景观的变化方向和人类活动的干扰方向。经调查了解，开展植树造林、林分改造、多种经营是针叶林、阔叶林、未成林地、宜林地变化的主要因素，服务城市发展、改善林场生产经营环境是非林地增多的主要原因。

参考文献：

[1]佚名.中共中央国务院印发《国有林场改革方案》和《国有林区改革指导意见》[EB/OL][2015-03-18].http://cpc.people.com.cn/n/2015/0318/c64387-26710265.html.

[2]肖笃宁,李秀珍,高峻,等.景观生态学[M].北京:科学出版社，2003.

[3]郑新奇,付梅臣.景观格局空间分析及与其应用[M].北京:科学出版社，2010.

[4]杜文东.二郎山国家森林公园景观格局动态研究[D].成都:四川农业大学,2008.

[5]卢振启.混铁沟流域森林景观特征研究[J].河北林果研究,2009(3):296～302.

[6]陆元昌.基于森林资源二类调查数据的森林景观分类研究[J].林业科学,2005(2):21～29.

[7]李智.牛首山森林景观空间格局分析与动态研究[D].南京：南京林业大学，2009.

收稿日期：2016-04-10

作者简介：简阳(1984—)，男，硕士，助理工程师，主要从事3S技术在林业中的应用研究工作。

中图分类号：S7

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)12-0018-04

Dynamic Study on Forest Landscape Pattern in Shilipai Forest Farm of Jingmen

Jian Yang1,Li Xiaohua2

(1.GuangDongForestrySurveyandPlanningInstitute,Guangzhou51000,China；2.ForestResourcesMonitoringCenterofJingmen,Jingmen431800,China)

Abstract:Suburban forest farm plays an important role in city development process.This paper using data from the second type inventory of forest farm resources in 2009 and 2014, through calculating multiple landscape indexes by using GIS and Fragstats, investigated and studiedthe forest landscape pattern in Shilipai Forest Farm.The results showed that this forest farm had high landscape diversity level and stable structure, whose patch showedan evenly distribution and good communication with each other.Coniferous and broad leaved forests had always been the main landscape types.Less disturbed on the forest farm,its diversified economy and services for city development were the main reason for change. Changes were mainly concentrated inimmatureforestland,suitable landfor forest, nursery land,coniferousforestand non-forestry land.It showed a upgoingfragmentation and adecreasingdiversity.

Key words:Shilipai Forest Farm;forest landscape;landscape pattern;GIS