常州市武進區(qū)森林景觀格局研究

孫 飛，施燕平，卞亞文，潘 林

(常州市林業(yè)工作站武進分站，江蘇 常州 213161)

景觀格局(Landscape pattern)通常是指景觀空間結(jié)構(gòu)特征，即景觀組成單元的類型、大小、形狀、空間分布與配置組合[1-2]，是各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果。森林景觀格局分析的目的是從各種森林景觀斑塊鑲嵌中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，用以指導森林資源保護與利用、生物多樣性保護、生態(tài)保護等。

描述景觀空間結(jié)構(gòu)和特征的景觀格局指數(shù)[3-6]是研究景觀格局與過程間聯(lián)系的定量指標。為了解武進區(qū)各鎮(zhèn)森林景觀分布狀況，選取多種景觀格局指數(shù)[7-9]，對常州市武進區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的森林景觀格局及不同地類的森林景觀特征進行分析研究。

1 數(shù)據(jù)資料和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

江蘇省常州市武進區(qū)地理位置31°20′～31°48′N、119°40′～120°12′E。位于長江三角洲太湖平原西北部，東鄰無錫，西接常州金壇、鎮(zhèn)江丹陽，南靠無錫宜興，北接常州天寧、鐘樓，總面積1 065.26 km2。境內(nèi)有太湖和滆湖(西太湖)蘇南兩大湖泊和京杭大運河。地形總體呈西南高、北東低。屬亞熱帶季風氣候，光照和溫度均適宜，土壤肥沃，雨量充沛，無霜期長，物產(chǎn)豐富，素有“魚米之鄉(xiāng)”之稱。植物資源豐富，東部雪堰、潘家低山丘陵地區(qū)盛產(chǎn)茶葉和桃、梨、葡萄等水果[10]。西部嘉澤、湟里兩鎮(zhèn)為苗木重鎮(zhèn)，其中位于嘉澤鎮(zhèn)的夏溪花木市場是全國最大的苗木交易市場之一，曾經(jīng)作為第八屆中國花卉博覽會輔展區(qū)、第六屆中國花卉交易會主場館。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源于江蘇省林業(yè)局2020年下發(fā)的2019年武進區(qū)森林資源管理一張圖數(shù)據(jù)以及常州市區(qū)級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，利用 ArcGIS10.2軟件提取林地屬性數(shù)據(jù)，疊加鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃范圍，制成森林景觀分布專題圖。再將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，導入Fragstats4.2計算景觀格局指數(shù)。

1.3 研究方法

利用Fragstats 4.2計算景觀格局指數(shù)。Fragstats可計算單個斑塊、 斑塊類型、景觀3個尺度的景觀指數(shù)，可選擇斑塊大小、形狀、分布、多樣性和景觀多樣性等景觀指數(shù)計算分析研究區(qū)景觀特征[11-13]。

根據(jù)武進區(qū)森林地類屬性的不同分別計算不同地類的景觀面積(TA)、斑塊平均面積(AREA-MN)、斑塊數(shù)(NP)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、總邊緣長度(TE)、邊緣密度(ED)、分散指數(shù)(SPLIT)等8個指標。

利用 Fragstats 4.2分別計算武進區(qū)11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(管委會、開發(fā)區(qū))的景觀面積(TA)、斑塊數(shù)(NP)、景觀平均面積(MPS)、蔓延度指數(shù) (CONTAG)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)等6個指數(shù)。

最后，分別計算11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(管委會、開發(fā)區(qū))的5種森林地類面積，并計算各自占比，得出圖3結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 地類尺度景觀格局特征分析

從依據(jù)森林資源一張圖數(shù)據(jù)地類分類制得的武進區(qū)林地地類森林景觀分布圖(圖1)可看出，該地域森林景觀類型分為有林地、灌木林地、苗圃地、未成林地和宜林地；全區(qū)森林景觀面積13 527.52 hm2，以有林地、灌木林地和苗圃地為主，分別占57.3%、18.0%、23.0%，共占98.3%(表1)，其中有林地面積和占比都最大，森林景觀面積由大到小排序依次為：有林地>苗圃地>灌木林地>宜林地>未成林地。

由表1可得知，有林地的斑塊平均面積最大，為4.835 9 hm2，總面積和總邊緣長度也最大，這是因為有林地主要分布在雪堰鎮(zhèn)太湖灣丘陵區(qū)和嘉澤鎮(zhèn)，2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林地均有集中連片分布，對維護武進區(qū)整個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有積極作用。

表1 武進區(qū)不同類型林地景觀格局指數(shù)

斑塊數(shù)[14]可直接反映景觀類型破碎化程度，由圖1可看出，武進區(qū)苗圃地斑塊數(shù)最多，邊緣密度和分散指數(shù)也最大，相反地最大斑塊指數(shù)最小，而苗圃地主要分布在湟里鎮(zhèn)和嘉澤鎮(zhèn)，主要原因是湟里鎮(zhèn)和嘉澤鎮(zhèn)以農(nóng)戶繁育苗木為主，一般面積都不大，導致斑塊分散，破碎化程度最高。

圖1 武進區(qū)林地地類森林景觀分布圖

2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度森林景觀格局特征分析

由表2得出，雪堰鎮(zhèn)灌木林地占比最大，這是由于雪堰鎮(zhèn)太湖灣低山丘陵區(qū)有成片灌木林地；嘉澤鎮(zhèn)和湟里鎮(zhèn)的苗圃地占比最大，是因為嘉澤和湟里是全國有名的花木之鄉(xiāng)，擁有夏溪花木市場，分布有大片的苗圃地；宜林地都分布在雪堰鎮(zhèn)；西太湖管委會、高新區(qū)、開發(fā)區(qū)三個開發(fā)區(qū)林地占比較少，湖塘鎮(zhèn)、牛塘鎮(zhèn)兩個中心城鎮(zhèn)林地占比也較少，這是由于這些地方開發(fā)程度較高，林地較少。

表2 武進區(qū)各鎮(zhèn)(開發(fā)區(qū)、管委會)森林景觀類型占比 單位：%

由表3可見，森林景觀總面積(CA)為13 586.09 hm2，森林景觀斑塊總數(shù)(NP)有20 565個，景觀斑塊平均面積(MPS)為0.66 hm2，表明武進區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林景觀破碎程度均較高，森林景觀面積和斑塊數(shù)差異較大，面積由大到小排序依次為嘉澤鎮(zhèn)>雪堰鎮(zhèn)>湟里鎮(zhèn)>經(jīng)開區(qū)>洛陽鎮(zhèn)>西太湖>高新區(qū)>湖塘鎮(zhèn)>禮嘉鎮(zhèn)>前黃鎮(zhèn)>牛塘鎮(zhèn)，相應嘉澤鎮(zhèn)、雪堰鎮(zhèn)、湟里鎮(zhèn)斑塊數(shù)也最多。

表3 各鎮(zhèn)(開發(fā)區(qū)、管委會)森林景觀格局指數(shù)

蔓延度指數(shù)(CONTAG)描述景觀不同斑塊類型間的團聚程度或蔓延趨勢，通常蔓延度值高表明景觀中的某種優(yōu)勢斑塊類型連接性良好，蔓延度低則表明景觀是具有多種要素的密集格局，景觀的破碎化程度較高。嘉澤鎮(zhèn)的森林景觀蔓延度最低，為47.44，表明嘉澤鎮(zhèn)森林景觀由眾多分散的小斑塊組成，景觀破碎化程度最高；經(jīng)開區(qū)蔓延度最高，為65.39，表明經(jīng)開區(qū)森林景觀破碎化程度最低，這是由于經(jīng)開區(qū)屬常州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，雖然建設開發(fā)程度較高，但森林景觀斑塊主要集中連片分布在橫山橋鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)蔓延度都是在50～60之間。

香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)描述各斑塊類型均等分布情況，反映著景觀異質(zhì)性。從表2可看出，各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(開發(fā)區(qū)、管委會)香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)相差不大，值都相對較高。主要是由于武進區(qū)近年建設用地的快速開發(fā)，人口密度較大，市政交通的發(fā)展較快等人為因素影響，一定程度上降低了景觀類型的聚集度，從而造成各鎮(zhèn)的森林景觀香農(nóng)均勻度指數(shù)普遍較高。

香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)主要反映景觀要素的多少及各景觀要素占比例的變化情況，具有較高的景觀多樣性[15]。嘉澤、湟里、雪堰鎮(zhèn)的香農(nóng)多樣性指數(shù)最高(表2)，表明景觀多樣性也最豐富，而湖塘、牛塘和經(jīng)開區(qū)的森林景觀香農(nóng)多樣性指數(shù)最低，是由于這三地都屬于高度建設開發(fā)地區(qū)，城鎮(zhèn)化程度較高，人類活動強度較大，森林景觀破碎化嚴重。

3 結(jié)論與建議

常州市武進區(qū)森林景觀面積13 527.52 hm2，以有林地、灌木林地和苗圃地為主，分別占57.3%、18%、23%，共占98.3%，其中有林地面積、斑塊平均面積和總邊緣長度也最大，占有絕對優(yōu)勢，是維持武進區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和生態(tài)安全的決定因素。

森林主要分布在嘉澤鎮(zhèn)、雪堰鎮(zhèn)、湟里鎮(zhèn)，苗圃地斑塊數(shù)最多，邊緣密度和分散指數(shù)也最大，最大斑塊指數(shù)最小。武進區(qū)苗圃地的種植面積都不大，斑塊分散，破碎化程度較高。各鎮(zhèn)森林景觀面積和斑塊數(shù)差異較大，面積由大到小排序依次為嘉澤鎮(zhèn)>雪堰鎮(zhèn)>湟里鎮(zhèn)>經(jīng)開區(qū)>洛陽鎮(zhèn)>西太湖>高新區(qū)>湖塘鎮(zhèn)>禮嘉鎮(zhèn)>前黃鎮(zhèn)>牛塘鎮(zhèn)。雪堰鎮(zhèn)的灌木林地占比最多，嘉澤鎮(zhèn)的有林地和苗圃地占比最多。嘉澤鎮(zhèn)森林景觀蔓延度指數(shù)最低，破碎化程度最高。各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)香農(nóng)多樣性指數(shù)相差不大，值都相對較高。嘉澤鎮(zhèn)、湟里鎮(zhèn)、雪堰鎮(zhèn)的香農(nóng)多樣性指數(shù)最高，景觀多樣性最豐富， 而湖塘、牛塘和經(jīng)開區(qū)的香農(nóng)多樣性指數(shù)最低，這三地都屬于高度建設開發(fā)地區(qū)，城鎮(zhèn)化程度較高，人類活動強度較大，森林景觀破碎化嚴重。

根據(jù)武進區(qū)各鎮(zhèn)森林景觀分布差異較大，主要集中在東片的雪堰鎮(zhèn)與西片的嘉澤鎮(zhèn)和湟里鎮(zhèn)，城區(qū)建設開發(fā)較嚴重，森林景觀存在不同程度破碎化現(xiàn)象問題。建議從區(qū)域整體角度統(tǒng)籌城市規(guī)劃，在保持森林總量不變的前提下，在新一輪林地保護利用規(guī)劃中調(diào)整優(yōu)化全區(qū)森林生態(tài)空間布局，增強全區(qū)森林景觀連通性，更好發(fā)揮生態(tài)功能，保護生物多樣性。