濟(jì)源市森林城市景觀格局分析

丁晉利， 尚慧昌， 巴明廷， 張開(kāi)廣

(1.鄭州師范學(xué)院, 河南 鄭州 450044； 2.中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司, 廣東 廣州 510610)

濟(jì)源市森林城市景觀格局分析

丁晉利1， 尚慧昌2， 巴明廷1， 張開(kāi)廣1

(1.鄭州師范學(xué)院, 河南 鄭州 450044； 2.中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司, 廣東 廣州 510610)

以濟(jì)源市2007年森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)和2008年綠化數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感圖、城市綠地現(xiàn)狀圖等相關(guān)信息作為數(shù)據(jù)源，選取多樣性指數(shù)、景觀均勻度指數(shù)、城市綠地破碎度指數(shù)等3個(gè)景觀生態(tài)格局評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)濟(jì)源市城區(qū)森林和市域森林景觀格局進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀的均勻度指數(shù)較低，景觀多樣性整體程度有待進(jìn)一步提高；市域森林景觀格局分布不均勻，少數(shù)森林景觀類型控制著整個(gè)景觀格局。

森林景觀格局； 多樣性指數(shù)； 濟(jì)源市

景觀尺度上的城市森林景觀格局研究已成為當(dāng)前城市森林學(xué)的研究熱點(diǎn)之一[1]。開(kāi)展城市森林景觀格局與過(guò)程的研究，可加深對(duì)城市森林景觀等級(jí)結(jié)構(gòu)和功能特征的理解，從而實(shí)現(xiàn)城市景觀異質(zhì)性的維持和管理，對(duì)森林城市規(guī)劃、林業(yè)資源管理和生物多樣性保護(hù)等起著重要作用[2]。本文以濟(jì)源市為例，通過(guò)分析其城區(qū)和市域森林景觀格局指數(shù)，為城市森林資源管理、規(guī)劃建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況

1.1自然概況

濟(jì)源市位于河南省西北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°01′—112°46′，北緯34°53′—35°17′，總面積1910 km2。其氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，受季風(fēng)影響顯著，冷熱分明，干旱或半干旱季節(jié)明顯，春季氣溫回升快，多風(fēng)少雨、干旱頻發(fā)；夏季炎熱，熱量充足，降雨集中，局部易澇易旱；秋季秋高氣爽，氣溫降幅較大，雨量減少；冬季寒冷，雨雪稀少；年平均氣溫14.2℃，年平均降水量614.2mm，多集中在6—9月。年平均日照時(shí)數(shù)為2044h，年平均日照率為46%，無(wú)霜期223d。

濟(jì)源市以山地、丘陵地貌為主，分布在全市西北部，東部有平原。山地面積占全市總面積的67.8%，丘陵占20.4%，平原占11.8%。土壤分為褐土、潮土、水稻土、棕壤共4個(gè)土類；植被類型為暖濕帶落葉闊葉林，林地總面積11.53萬(wàn)hm2，占全市總面積的60.40%，森林覆蓋率42.4%。

1.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況

濟(jì)源市共有11個(gè)鎮(zhèn)、5個(gè)街道辦事處、50個(gè)居委會(huì)、484個(gè)村委會(huì)。全市總?cè)丝?6萬(wàn)人，其中市區(qū)面積28km2，建成區(qū)面積20.66km2，城區(qū)人口18萬(wàn)人；農(nóng)業(yè)人口48.5萬(wàn)人，農(nóng)民人均純收入6176元/年。

2 研究方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

以2007年濟(jì)源市森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)和2008年綠化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感圖、城市綠地現(xiàn)狀圖等相關(guān)信息作為基礎(chǔ)材料[3]。

2.2景觀格局分析指標(biāo)

(1) Shanon多樣性指數(shù)(H)。從景觀類型、面積等多角度劃分森林類型，并借用景觀多樣性指數(shù)計(jì)算森林類型多樣性，比較多種類型指數(shù)之間在表達(dá)森林組成和布局上的相關(guān)關(guān)系。

式中，Pi為景觀類型i在景觀中出現(xiàn)的概率；m為景觀類型總數(shù)。

根據(jù)信息論原理，景觀多樣性指數(shù)的大小反應(yīng)景觀要素的多少和各景觀要素所占比例的變化。當(dāng)景觀由單一要素構(gòu)成時(shí)，景觀是均質(zhì)的，其多樣性指數(shù)為0；由2個(gè)以上要素構(gòu)成的景觀，當(dāng)各景觀類型所占比例相等時(shí)，其景觀的多樣性為最高；各景觀類型所占比例差異增大，則景觀的多樣性下降。H值越大，表示景觀多樣性程度越高。

(2) 景觀均勻度指數(shù)(E)。體現(xiàn)森林斑塊的分散程序，包含了類型分布的均勻度和不同面積綠地分布的均勻度。

式中，E為均勻度；H是多樣性指數(shù)；Hmax是最大多樣性指數(shù)，Hmax=-ln(m)；m為景觀類型數(shù)目。當(dāng)E趨于1時(shí)，景觀斑塊分布的均勻程度亦趨于最大。

(3) 城市綠地破碎度指數(shù)(PD)。破碎化程度指數(shù)為斑塊數(shù)與平均斑塊面積之比。在城市內(nèi)，主要由于道路及其它土地的切割破碎，加深了綠地斑塊的破碎化程度。

式中，A為研究范圍內(nèi)景觀總面積；Ni為景觀類型i的斑塊數(shù)。PD越大，破碎化程度越高。

3 結(jié)果與分析

3.1城區(qū)森林景觀分析

(1) 城區(qū)森林綠地景觀結(jié)構(gòu)。城區(qū)森林綠地景觀結(jié)構(gòu)中，僅對(duì)公共綠地、附屬綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地等進(jìn)行分析。綠地景觀構(gòu)成見(jiàn)表1。

從表1可以看出，在濟(jì)源市城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)中，附屬綠地斑塊最多，占城區(qū)綠地總斑塊數(shù)的60.09%，其面積第2大，占28.76%；公共綠地的斑塊較少，占28.75%，但面積最大，占32.33%；生產(chǎn)綠地斑塊最少，占5.15%，面積也最小，占19.06%；防護(hù)綠地斑塊數(shù)占6.01%，面積占20.38%。總體來(lái)看，濟(jì)源市城區(qū)各類型綠地景觀的面積比相差不大，但斑塊數(shù)比相差較大，附屬綠地和公共綠地斑塊數(shù)占整個(gè)景觀斑塊88.85%，表明各種類型綠地分布不均勻。

表1 濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀斑塊組成表Tab1 ThecompositionofforestgreenlandscapepatchesinJiyuanurbandistrict景觀類型面積(hm2)占總面積百分比(%)斑塊數(shù)(個(gè))占總斑塊數(shù)百分比(%)面積/斑塊數(shù)(hm2/個(gè))公共綠地202603224672876302附屬綠地1780728331406009127生產(chǎn)綠地11975190512515998防護(hù)綠地12808203814601915合計(jì)62850100233100270

(2) 城區(qū)綠地景觀斑塊大小結(jié)構(gòu)。選擇濟(jì)源市不同空間尺度和地帶內(nèi)森林綠地景觀類型，對(duì)綠地斑塊按面積大小分級(jí)。根據(jù)濟(jì)源市森林綠地現(xiàn)狀，以航空?qǐng)D斑塊面積大小為依據(jù)，將綠地斑塊劃分為特小斑塊(<1hm2)、小斑塊(1～5hm2)、中斑塊(5～10hm2)、大斑塊(10～15hm2)和超大斑塊(>15hm2)等5類(類型采用上限排外法劃分)。各類綠地景觀斑塊構(gòu)成見(jiàn)表2。

從表2可以看出，濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀以特小斑塊居多，占總斑塊數(shù)的近2/3。防護(hù)綠地主要有2種類型，一種是城區(qū)交通道的交通島綠地，全部屬于特小斑塊，共10個(gè)，面積1.75hm2；另一種是河流、道路兩側(cè)的防護(hù)林體系，共4個(gè)，面積126.33hm2，全部屬于超大斑塊，防護(hù)綠地各類斑塊分布差異較大。生產(chǎn)綠地主要為城區(qū)的苗圃和園藝場(chǎng)，共12個(gè)綠地，最小面積0.67hm2，最大面積42.73hm2，各斑塊分布較均勻。各類斑塊數(shù)所占百分比由大到小排序?yàn)樘匦“邏K(63.52)>小斑塊(24.46)>中斑塊(4.72)>超大斑塊(4.72)>大斑塊(2.58)。

(3) 城區(qū)森林綠地景觀異質(zhì)性。濟(jì)源市城區(qū)的景觀多樣性指數(shù)僅為0.9862，與最大的多樣性指數(shù)(1.386)相差較大，表明各種景觀所占的比例相差較大，景觀多樣性整體程度有待進(jìn)一步提高。濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀的均勻度指數(shù)較低，為0.7113，表明整體森林綠地景觀格局分布不均勻，少數(shù)綠地景觀控制著整個(gè)綠地格局。

表2 濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀各類斑塊的個(gè)數(shù)分配表Tab2 ThenumberofforestgreenlandscapepatchesinJiyuanurbandistrict斑塊類型合計(jì)特小斑塊(<1hm2)小斑塊(1～5hm2)中斑塊(5～10hm2)大斑塊(10～15hm2)超大斑塊(>15hm2)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)個(gè)數(shù)(個(gè))百分比(%)公共綠地671003247．762537．3157．4622．9934．48附屬綠地14010010474．292820．0042．8632．1410．71生產(chǎn)綠地12100216．67433．33216．6718．33325．00防護(hù)綠地141001071．43428．57總計(jì)233100148635257244611472625811472

表3 濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀異質(zhì)性分析表Tab3 HeterogenicityanalysisonforestgreenlandscapeinJiyuanurbandistrict景觀格局指數(shù)值域城區(qū)多樣性指數(shù)0～138609862均勻度指數(shù)0～107113破碎度0～∞0420

隨著人類活動(dòng)的加強(qiáng)，可能會(huì)造成綠地斑塊的破碎化。濟(jì)源市綠地景觀整體破碎度為0.420，表明濟(jì)源市的景觀整體較好，綠地破碎度不太大。

3.2市域森林景觀分析

(1) 市域森林綠地景觀結(jié)構(gòu)。濟(jì)源市市域森林資源由20余種建群樹(shù)種組成。根據(jù)森林群落特征中森林外貌和樹(shù)種組成將研究區(qū)域的森林景觀類型分為櫟類林景觀、刺槐林景觀、柏木林景觀、楊樹(shù)林景觀、核桃林景觀和其他森林景觀6個(gè)類型。各類森林景觀特征、數(shù)量構(gòu)成見(jiàn)表4、5。

從表5中可見(jiàn)，在濟(jì)源市市域森林景觀類型中，櫟類林景觀面積最大，占總面積的49.64%；核桃林景觀面積最小，僅占3.62%；櫟類林、刺槐林、柏木林、楊樹(shù)林、核桃林景觀等5種森林景觀類型的斑塊數(shù)比例相差不大；其他森林景觀類型的斑塊數(shù)最多，占總斑塊數(shù)的59.64%。

表4 濟(jì)源市市域各類型森林景觀特征表Tab4 CharacteristicsofforestlandscapepatternsinJiyuanCity景觀類型建群樹(shù)種群落特征櫟類林景觀櫟類落葉闊葉單層林，多為天然次生林，灌木有胡枝子、衛(wèi)茅、黃櫨、繡線菊等，草本層稀疏刺槐林景觀刺槐落葉闊葉單層林，多為人工林，灌木有荊條、酸棗、胡枝子等，草本層有白草、黃背草、委陵菜等柏木林景觀柏木常綠針葉單層林，多為人工林，有少量天然次生林，灌木層多為荊條、酸棗、連翹等，草本層以白羊草、長(zhǎng)芒草為主楊樹(shù)林景觀楊樹(shù)落葉闊葉單層林，人工林，林相整齊，灌木較少，草本有黃背草、狗尾草、狗牙根等核桃林景觀核桃落葉闊葉單層林，為人工林，林相整齊，集約經(jīng)營(yíng)管理，林下灌木、草本較少其他森林景觀其他樹(shù)種由一些針、闊葉樹(shù)種組成小面積林分，面積小，較分散

表5 濟(jì)源市市域森林景觀斑塊組成表Tab5 ThecompositionofforestlandscapepatchesinJiyuanCity斑塊類型面積斑塊數(shù)總面積(hm2)百分比(%)斑塊數(shù)(個(gè))百分比(%)櫟類林景觀39655496413783刺槐林景觀18164227415904柏木林景觀10304129013783楊樹(shù)林景觀323640514843核桃林景觀288836212723其他森林景觀5632705995964總計(jì)79879100166100

(2) 市域森林綠地景觀異質(zhì)性。濟(jì)源市市域森林景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)見(jiàn)表6。

表6 濟(jì)源市市域森林景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)表Tab6 ThediversityindexandevennessindexofforestlandscapeinJiyuanCity景觀格局指數(shù)值域市域多樣性指數(shù)0～1791713856均勻度指數(shù)0～107733

濟(jì)源市市域森林景觀多樣性指數(shù)為1.3856，與最大的多樣性指數(shù)(1.7917)仍有較大差距，主要是由于各種景觀類型面積比例差別較大所致，如櫟類林景觀占49.64%，而核桃林景僅觀占3.62%。濟(jì)源市市域景觀多樣性整體程度有特進(jìn)一步提高。

濟(jì)源市市域森林景觀的均勻度指數(shù)為0.7733，表明整體森林景觀格局分布不均勻，少數(shù)森林景觀類型控制著整個(gè)景觀格局。

4 結(jié)論

(1) 濟(jì)源市城區(qū)景觀總面積628.5hm2，各類型森林綠地景觀的面積大小相差不大，但斑塊個(gè)數(shù)相差較大，表明各類型綠地分布不均勻，其中附屬綠地和公共綠地斑塊數(shù)占整個(gè)景觀斑塊88.85%，附屬綠地斑塊多、密度大、平均面積小。

(2) 城區(qū)綠地斑塊以小斑塊居多，公共綠地、附屬綠地和防護(hù)綠地斑塊面積小且數(shù)量多，而生產(chǎn)綠地面積大、分布較均勻。

(3) 濟(jì)源市城區(qū)森林綠地景觀的均勻度指數(shù)較低，整體森林綠地景觀格局分布不均勻，表明濟(jì)源市城區(qū)景觀類型不夠豐富，綠地生態(tài)功能受限；各種景觀所占的比例相差較大，景觀多樣性整體程度有待進(jìn)一步提高。濟(jì)源市綠地景觀整體破碎度為0.420，綠地破碎度不太大，表明濟(jì)源的景觀整體性較好，對(duì)于綠地的生態(tài)功能發(fā)揮有利。

(4) 濟(jì)源市市域森林景觀格局分布不均勻，少數(shù)森林景觀類型控制著整個(gè)景觀格局，森林城市建設(shè)需進(jìn)一步優(yōu)化和實(shí)施生態(tài)工程建設(shè)，以增加景觀的均勻度，豐富景觀的多樣性。

[1] 尹鍇, 趙千鈞,崔勝輝,等.城市森林景觀格局與過(guò)程研究進(jìn)展 [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29 (1): 389-398.

[2] 高俊峰, 劉彥平.景觀格局理念在“國(guó)家森林城市”創(chuàng)建中的應(yīng)用探討[J].林業(yè)建設(shè)，2010(3)：69-72.

[3] 佟 艷，樊良新，馬君麗，等.焦作市綠地系統(tǒng)景觀格局分析[J].水土保持研究，2011，18(3):61-63.

(文字編校：唐效蓉)

AnalysisonlandscapepatternsofforestinJiyuanCity

DING Jinli1, SHANG Huichang2, BA Mingting1, ZHANG Kaiguang1

(1.Zhengzhou Normal University,Zhengzhou 450044,China;2.China Water Resources Pearl River Planning Surveying & Designing Co., Ltd.,Guangzhou 510610,China)

The 3S technique and the data in 2007 and 2008 combing with the spot investigation were used as data sources, and some landscape ecology indices such as diversity index, evenness index and fragmentation index were selected to analyze the landscape pattern of forest in Jiyuan City. The results showed that, the evenness index of forest green space landscape in Jiyuan urban district was lower and its diversity should be further enhanced. The landscape pattern of forest was unevenly distributed in Jiyuan City, and whole space system was controlled by few forest green space systems.

forest landscape pattern; diversity index; Jiyuan City

2012-09-07

2013-01-14

丁晉利(1978-)，女，山西省晉城市人，講師，主要從事水土保持與生態(tài)地理學(xué)研究。

S 718; P 901

A

1003-5710(2013)01-0061-04

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 01. 017