鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)景觀格局分析

李 瀟，楊加猛

（南京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院）

鹽城珍禽保護(hù)區(qū)2019年7月被列入世界自然遺產(chǎn)名錄，成為江蘇省第4處、中國(guó)第54 處世界自然遺產(chǎn)，同時(shí)也是我國(guó)第一塊、全球第二塊潮間帶濕地的世界自然遺產(chǎn)，填補(bǔ)了我國(guó)濱海濕地類型世界自然遺產(chǎn)空白。[1]因此，從景觀格局角度對(duì)鹽城珍禽保護(hù)區(qū)開展案例研究，對(duì)于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善和完善濕地生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。區(qū)域土地利用變化會(huì)對(duì)景觀格局產(chǎn)生顯著影響，同樣，景觀格局的變化能夠直觀地展現(xiàn)人地關(guān)系。[2-3]了解區(qū)域景觀格局的變化有助于制定更為科學(xué)合理的土地利用規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，因此目前有關(guān)土地利用變化與景觀格局的研究逐漸成為熱點(diǎn)。[4]近年來，基于土地利用的景觀格局研究涵蓋了區(qū)域[5-7]、市域[8-10]以及單個(gè)自然保護(hù)區(qū)[11-12]等不同尺度，研究表明土地利用格局的變化會(huì)加深區(qū)域景觀格局的破碎化程度。目前景觀格局的研究主要采用景觀格局指數(shù)法和空間統(tǒng)計(jì)分析法，其中景觀格局指數(shù)法應(yīng)用更為廣泛。[13]景觀格局指數(shù)是定量分析研究區(qū)域景觀格局的重要方法，能夠直觀反映不同階段研究區(qū)域景觀格局結(jié)構(gòu)和組成。[14-15]因此本文基于2000—2018 年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的土地利用數(shù)據(jù)，運(yùn)用Fragstats 軟件從景觀水平和類型水平兩個(gè)維度對(duì)鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的景觀格局動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行分析，為明晰鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)生物多樣性的保護(hù)成效提供依據(jù)。

一、研究區(qū)概況與研究方法

（一）研究區(qū)概況

鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)始建于1983年2月，主要目的是保護(hù)和研究丹頂鶴和灘涂濕地的生態(tài)系統(tǒng)。[16]鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)是東亞-澳大利亞候鳥遷徙路線上不可替代的關(guān)鍵停歇地之一，是許多珍稀瀕危鳥類的重要繁殖地和越冬地。為了快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，人類不斷加強(qiáng)對(duì)沿海灘涂的開發(fā)利用。鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)除核心區(qū)沒有受到人類干擾，是保存完好的灘涂濕地外，緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)都受到了不少人類干擾。近年來保護(hù)區(qū)內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，給保護(hù)區(qū)內(nèi)物種賴以生存的生境造成了巨大的壓力。[17]

（二）數(shù)據(jù)來源

本文使用的2000—2018年5期江蘇省土地利用柵格數(shù)據(jù)（空間分辨率為30m）以及鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的邊界數(shù)據(jù)，均來自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（https：//www.resdc.cn/）。鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的具體景觀類型有：水田、旱地、有林地、高覆蓋度草地、河渠、水庫坑塘、灘涂、農(nóng)村居民點(diǎn)、其他建設(shè)用地和裸土地。

（三）研究方法

Fragstats 軟件是一款由美國(guó)俄勒州立大學(xué)森林科學(xué)系于1995年開發(fā)的專門用于計(jì)算不同景觀分類中各種景觀指標(biāo)的景觀格局指數(shù)軟件。[18]該軟件基于研究區(qū)域的景觀分類柵格數(shù)據(jù)，通過計(jì)算不同類型的景觀指標(biāo)來測(cè)度研究區(qū)域的景觀格局變化情況。Fragstats軟件可以計(jì)算研究區(qū)域的斑塊水平指數(shù)（patch level）、斑塊類型水平指數(shù)（class level）和景觀水平指數(shù)（landscape level）三個(gè)不同層次的景觀格局指數(shù)。[19-20]斑塊水平指數(shù)指單個(gè)斑塊的結(jié)構(gòu)特征，斑塊類型水平指數(shù)代表景觀中單個(gè)斑塊類型的空間分布格局，景觀水平指數(shù)則是表示研究區(qū)域內(nèi)整體景觀的空間分布格局情況。目前Fragstats軟件被廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、區(qū)域土地生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面，為開展生態(tài)恢復(fù)和重建工作提供決策依據(jù)。[21-22]本文運(yùn)用的Fragstats 軟件版本為4.2。借鑒劉吉平、范韋瑩等人的相關(guān)研究[23-24]并結(jié)合鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的實(shí)際情況，分別從景觀水平和類型水平兩個(gè)層次選取不同指標(biāo)對(duì)2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)景觀格局進(jìn)行分析。

景觀水平上，選取斑塊數(shù)量（number of patches，NP）、斑塊密度（patch density，PD）、最大斑塊指數(shù)（largest patch index，LPI）、景觀形狀指數(shù)（landscape shape index，LSI）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（Shannon's diversity index，SHDI）和香農(nóng)多樣性均勻度指數(shù)（Shannon's evenness index，SHEI）6 個(gè)景觀指標(biāo)。類型水平上，選取斑塊數(shù)量（number of patches，NP）、邊緣密度（edge density，ED）、最大斑塊指數(shù)（largest patch index，LPI）、景觀形狀指數(shù)（landscape shape index，LSI）、斑塊類型百分比和斑塊聚合度（aggrega?tion index，AI）5個(gè)景觀指標(biāo)。

二、結(jié)果與分析

（一）景觀水平分析

利用Fragstats軟件從景觀水平（landscape level）對(duì)2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)整體的景觀格局進(jìn)行計(jì)算（表1）。2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的斑塊數(shù)量和斑塊密度整體上呈現(xiàn)出波動(dòng)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其中，2005年和2010年斑塊數(shù)量達(dá)到最大值（250 塊）。2000 年保護(hù)區(qū)斑塊數(shù)量為234 塊，該時(shí)期保護(hù)區(qū)內(nèi)的斑塊數(shù)量最少。從斑塊數(shù)量和斑塊密度上來看，2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)景觀破碎化程度呈現(xiàn)先增加后減少后又增加的趨勢(shì)，2005年和2010年的兩個(gè)時(shí)期鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的景觀破碎化程度最嚴(yán)重。5個(gè)時(shí)期鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的最大斑塊指數(shù)經(jīng)歷了先增加后減少最后又增加的變化趨勢(shì)。2005年保護(hù)區(qū)的最大斑塊指數(shù)最大，為17.18%。從最大斑塊指數(shù)來看，2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的景觀類型的集中程度降低。期間鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的景觀形狀指數(shù)呈先增加后減少的趨勢(shì)，該指數(shù)在2010年達(dá)到最大值（11.86），最小值出現(xiàn)在2018年，為11.23。景觀形狀指數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)表明2000—2018 年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的景觀逐漸變得更復(fù)雜。2000—2018年保護(hù)區(qū)的香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)多樣性均勻度指數(shù)則呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。2015 年香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)多樣性均勻度指數(shù)都達(dá)到最大值，分別為1.72和0.75，說明2015年保護(hù)區(qū)的斑塊類型增加，景觀豐富度提高。2015年后這2個(gè)指數(shù)均小幅下降，說明該時(shí)期保護(hù)區(qū)的斑塊類型單一化，各景觀類型分布不均衡。

表1 鹽城珍禽國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)景觀格局特征（2000—2018年）

（二）類型水平分析

利用Fragstats軟件從斑塊類型水平（class level）對(duì)2000—2018年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)各土地利用類型的景觀格局指數(shù)進(jìn)行計(jì)算（表2）。

表2 鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)各土地利用類型的景觀格局特征（2000—2018年）

續(xù)（表2）

1.水田和旱地

2000—2018年保護(hù)區(qū)內(nèi)水田的斑塊數(shù)量除2000—2005年間小幅度增加，2005年后一直較為平穩(wěn)，整體變化不大?？梢钥闯銎陂g水田的景觀破碎化程度先加劇后減緩，整體景觀破碎化程度不大。邊緣密度和斑塊形狀指數(shù)都呈現(xiàn)出先不斷減少后小幅度增加再又小幅度減少的趨勢(shì)，可以看出水田的景觀復(fù)雜程度降低。斑塊聚合度則呈現(xiàn)出了相反的趨勢(shì)，2000—2010年斑塊聚合度呈現(xiàn)持續(xù)小幅度增加，2010—2015年出現(xiàn)少量減少，2015年后又呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，可以看出水田的景觀異質(zhì)性呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。水田的最大斑塊指數(shù)則是先增加后下降，可以看出水田的斑塊集中度下降，景觀優(yōu)勢(shì)度逐漸降低。

與水田相比，2000—2018年保護(hù)區(qū)內(nèi)旱地的景觀格局變化較為明顯。其中旱地的斑塊數(shù)量、邊緣密度和斑塊形狀指數(shù)都呈現(xiàn)先增加后減少后又增加的趨勢(shì)，其中斑塊數(shù)量的變化最為明顯，共增加了20塊。可以看出旱地的景觀破碎化程度加深，景觀格局更為復(fù)雜化。最大斑塊指數(shù)也呈現(xiàn)出了相同的變化趨勢(shì)，可以看出旱地的斑塊集中度不斷增加，是保護(hù)區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)景觀格局。從斑塊聚合度來看，該指數(shù)整體變化不大，旱地的景觀異質(zhì)性整體上呈不斷增強(qiáng)的趨勢(shì)。

2.有林地

有林地的斑塊數(shù)量2000—2015年維持不變，但2018年該類型的斑塊消失。邊緣密度、最大斑塊指數(shù)、斑塊形狀指數(shù)和斑塊聚合度總體上變化不大，但變化趨勢(shì)略有不同。邊緣密度先增大后減小，斑塊形狀指數(shù)呈上升趨勢(shì)，而最大斑塊指數(shù)和斑塊聚合度持續(xù)下降。可以看出保護(hù)區(qū)內(nèi)該土地利用類型的減少導(dǎo)致景觀格局復(fù)雜度降低，集中程度下降。

3.高覆蓋度草地

高覆蓋度草地的景觀格局各項(xiàng)指數(shù)除斑塊聚合度呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)外，其余各項(xiàng)指數(shù)均呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)?？梢钥闯?000—2018 年高覆蓋度草地景觀破碎化程度減輕，景觀復(fù)雜度下降，景觀異質(zhì)性增加。

4.河渠、水庫坑塘和灘涂

2000—2018年保護(hù)區(qū)內(nèi)河渠和灘涂的斑塊數(shù)量總體上呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，河渠的斑塊數(shù)量在2005年達(dá)到最大，為24塊；灘涂的斑塊數(shù)量在2010年和2015年達(dá)到最高值，為19 塊。河渠和灘涂的斑塊數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，可以看出這兩種土地利用類型景觀破碎化程度加深。2000—2018年這兩種土地利用類型的邊緣密度和斑塊聚集度都呈現(xiàn)出先不斷減少后小幅度增加再又小幅度減少的趨勢(shì)，可以看出河渠和灘涂的景觀復(fù)雜程度降低，景觀異質(zhì)性下降。河渠的最大斑塊指數(shù)持續(xù)下降，可以看出河渠的斑塊集中度下降，景觀優(yōu)勢(shì)度逐漸降低。灘涂的最大斑塊指數(shù)和斑塊聚集度都呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢(shì)，可以看出灘涂的斑塊集中度不斷增強(qiáng)，景觀優(yōu)勢(shì)度和異質(zhì)性持續(xù)增加。

從水庫坑塘的斑塊數(shù)量的持續(xù)增加可以看出，2000—2018年水庫坑塘的景觀破碎化程度不斷加劇。水庫坑塘的邊緣密度、斑塊聚集度和斑塊數(shù)量呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，即持續(xù)增加，水庫坑塘的景觀格局逐漸趨于復(fù)雜，景觀異質(zhì)性增加。而最大斑塊指數(shù)、斑塊形狀指數(shù)都呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，這兩個(gè)指數(shù)僅在2010—2015 年出現(xiàn)小幅度下降，可以看出期間水庫坑塘的景觀集中度不斷增加，景觀優(yōu)勢(shì)度明顯。

5.農(nóng)村居民點(diǎn)和其他建設(shè)用地

2000—2018年保護(hù)區(qū)內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)的斑塊數(shù)量一直較為平穩(wěn)，農(nóng)村居民點(diǎn)整體的景觀破碎化程度變化不大。邊緣密度和斑塊形狀指數(shù)整體上呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，邊緣密度在2010 年前持續(xù)下降，2010 年后持續(xù)小幅度增長(zhǎng)；而斑塊形狀指數(shù)呈先增加后減少最后又持續(xù)增加的變化，可以看出農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀復(fù)雜程度逐漸增強(qiáng)。斑塊聚合度和斑塊形狀指數(shù)的變化趨勢(shì)相同，可以看出農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀異質(zhì)性也不斷增強(qiáng)。從最大斑塊指數(shù)來看，該指數(shù)先減少后增加，可以看出農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀集中度和優(yōu)勢(shì)度小幅度增加。

與農(nóng)村居民點(diǎn)相比，2000—2018年保護(hù)區(qū)內(nèi)其他建設(shè)用地的景觀格局變化顯著。其中其他建設(shè)用地的斑塊數(shù)量持續(xù)下降，從2000年的38塊下降至2018年的4塊，下降幅度大，其他建設(shè)用地的景觀破碎化程度不斷加深。邊緣密度、最大斑塊指數(shù)和斑塊形狀指數(shù)在2005年前呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在2005年后持續(xù)下降，可以看出其他建設(shè)用地的景觀格局從復(fù)雜趨于簡(jiǎn)單，景觀格局的集中度下降。從斑塊聚合度來看，該指數(shù)先下降后增加后又下降，其他建設(shè)用地的景觀異質(zhì)性整體上呈不斷下降的趨勢(shì)。

6.裸土地

裸土地2010—2015年整體變化不大，各景觀格局指數(shù)都較為平穩(wěn)。

三、結(jié)論與建議

（一）研究結(jié)論

從鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的整體景觀格局變化情況來看，斑塊數(shù)量和斑塊密度兩個(gè)指數(shù)顯示2000—2018 年鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的總體景觀破碎化程度和復(fù)雜程度加深，最大斑塊指數(shù)顯示保護(hù)區(qū)內(nèi)各景觀類型分布不均衡；同時(shí)，香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)多樣性均勻度指數(shù)表明鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的整體景觀格局朝著單一化方向發(fā)展。從不同景觀類型來看，各景觀類型的變化存在顯著差異，旱地、水庫坑塘、其他建設(shè)用地是景觀格局變化最為明顯的三類景觀類型。這三類景觀類型的變化也是引起鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)景觀破碎化程度加深、影響生物多樣性保護(hù)成效的主要原因。

（二）對(duì)策建議

通過對(duì)鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)景觀格局的動(dòng)態(tài)分析可以看出，當(dāng)前鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)存在景觀格局破碎化程度和復(fù)雜程度不斷加深、景觀格局逐漸單一化等問題。因此，可以調(diào)整、優(yōu)化保護(hù)區(qū)內(nèi)的土地利用格局；強(qiáng)化分區(qū)管理，完善保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)體系；開展濱海濕地國(guó)家公園試點(diǎn)建設(shè)，系統(tǒng)保護(hù)濕地資源，通過這些方式來改善鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)的景觀格局。

（1）調(diào)整、優(yōu)化保護(hù)區(qū)內(nèi)的土地利用格局。目前鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)主要分為實(shí)驗(yàn)區(qū)、緩沖區(qū)和核心區(qū)三大功能區(qū)。根據(jù)國(guó)家自然保護(hù)地管理指導(dǎo)意見并結(jié)合鹽城自然保護(hù)區(qū)的實(shí)際情況，建議將鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)現(xiàn)有的三區(qū)變兩區(qū)，調(diào)整為一般控制區(qū)和核心保護(hù)區(qū)兩部分。[25-26]舉例來說，可將原本的緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)合并為一般控制區(qū)，開展?jié)竦赜^鳥、實(shí)施濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、丹頂鶴種群研究、治理互花米草及其他入侵物種等科學(xué)研究工作；同時(shí)結(jié)合鹽城珍禽自然保護(hù)區(qū)豐富的生態(tài)旅游資源，開發(fā)以休閑觀光、科普教育與宣傳為主要內(nèi)容的生態(tài)旅游項(xiàng)目，提供有特色、深層次、多樣化的生態(tài)旅游產(chǎn)品。

（2）強(qiáng)化分區(qū)管理，完善保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)體系。生物多樣性會(huì)受到人為干擾、氣候變化以及保護(hù)區(qū)管理政策等多種因素的影響，因此需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，針對(duì)各種影響因素加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的監(jiān)測(cè)工作，建設(shè)一體化的監(jiān)測(cè)體系。[27-28]在調(diào)整功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，要加強(qiáng)對(duì)鹽城珍禽保護(hù)區(qū)內(nèi)的分區(qū)管理，增加保護(hù)區(qū)內(nèi)的巡邏人員，保證核心保護(hù)區(qū)不受人類干擾，嚴(yán)禁一般控制區(qū)及保護(hù)區(qū)周邊非法獵捕候鳥。在強(qiáng)化分區(qū)管理的同時(shí)，有必要針對(duì)鹽城珍禽保護(hù)區(qū)的灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)和丹頂鶴等重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物制定科學(xué)的監(jiān)測(cè)方案?？梢詫?duì)重點(diǎn)保護(hù)物種和珍稀鳥類開展全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并建立鹽城珍禽保護(hù)區(qū)生物多樣性數(shù)據(jù)平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)物種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的保護(hù)政策。

（3）開展濱海濕地國(guó)家公園試點(diǎn)建設(shè)，系統(tǒng)保護(hù)濕地資源。國(guó)家公園是一種重要的自然保護(hù)地類型，是為了保護(hù)具有代表性的生態(tài)系統(tǒng)、物種種群或自然景觀，強(qiáng)化自然資源的統(tǒng)一管理和保護(hù)建立的特定區(qū)域。[29-30]2019年7月，黃（渤）海候鳥棲息地（第一期）被列入世界自然遺產(chǎn)，是我國(guó)第一塊濱海濕地類型的世界自然遺產(chǎn)，生物多樣性保護(hù)意義重大。目前我國(guó)10處國(guó)家公園試點(diǎn)中尚未涉及濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)，因此可以立足鹽城濱海濕地資源，整合鹽城珍禽保護(hù)區(qū)、江蘇大豐麋鹿國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、江蘇鹽城條子泥市級(jí)自然保護(hù)區(qū)等多個(gè)自然保護(hù)區(qū)統(tǒng)一管理，開展鹽城濱海濕地國(guó)家公園的試點(diǎn)建設(shè)，系統(tǒng)地保護(hù)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)以及麋鹿、丹頂鶴等物種棲息地。建立鹽城濱海濕地國(guó)家公園試點(diǎn)不僅可以提升鹽城濱海濕地生物多樣性的保護(hù)成效，而且能夠解決鹽城濱海濕地區(qū)域景觀格局破碎化和復(fù)雜化程度加深等問題，促進(jìn)鹽城濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠水青山向金山銀山的有效轉(zhuǎn)化。