富寧馱娘江省級自然保護區(qū)植被景觀類型分布特征

肖義發(fā)，戴桂萍，王夢君，黃杰，張小鵬，曾衛(wèi)

（1.國家林業(yè)和草原局西南調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650216；2.富寧馱娘江省級自然保護區(qū)管護局，云南 文山 663400）

景觀格局是指斑塊和其他組成單元的類型、數(shù)目，以及空間分布與配置等，反映了各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果[1-2]。景觀格局分析可以量化、分析景觀要素的結(jié)構(gòu)特征及其相互之間的空間分布關(guān)系，從而客觀地分析景觀要素類型的分布規(guī)律、形成機制，為進一步研究景觀功能和動態(tài)提供基礎資料[3-5]，對研究區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)組成、功能及動態(tài)等具有重要意義[6-8]。隨著國內(nèi)外對景觀格局研究成果的不斷豐富，目前景觀格局分析方法大致可以分為景觀格局指數(shù)法、空間統(tǒng)計學法、景觀格局模型與模擬法。從種群或森林斑塊組成結(jié)構(gòu)、異質(zhì)性分析、空間結(jié)構(gòu)等方面對景觀格局進行研究[9-14]，不僅可以根據(jù)幾期數(shù)據(jù)進行景觀格局動態(tài)分析，也可以根據(jù)參數(shù)建立模型，模擬未來景觀格局等[15-16]。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林植被景觀格局及其變化，如斑塊的大小和形狀會影響種群的生存能力和抗干擾能力等，不僅對森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動產(chǎn)生影響，而且制約生態(tài)過程，乃至影響森林的演替[17]。

富寧馱娘江省級自然保護區(qū)（以下簡稱“保護區(qū)”）位于滇東高原的東南邊緣，是中國生物多樣性優(yōu)先保護區(qū)域——桂西黔南石灰?guī)r生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)和世界生物多樣性中心之一的北部灣中心，具有重要的保護與研究價值。目前，對保護區(qū)的研究主要集中在保護管理、動物、植物、水文等方面[18-20]，對景觀格局方面的研究尚處于空白階段。因此，開展保護區(qū)景觀分布的研究，對認識區(qū)域景觀類型組成、分布特征及規(guī)律具有重要意義，可以為區(qū)域生物多樣性保護及自然資源管理提供參考。

1 研究區(qū)概況

保護區(qū)位于云南省東南部文山壯族苗族自治州富寧縣境內(nèi)，地理坐標為105°37′～106°07′E、23°35′～24°27′N，包括剝隘片區(qū)、干南片區(qū)、鳥王山片區(qū)、谷拉河片區(qū)，總面積19 711 hm2，詳見圖1。該區(qū)域?qū)倌蟻啛釒Ц咴撅L氣候，年平均氣溫19.3 ℃，年均降水量1 194.5 mm，土壤類型有磚紅壤、赤紅壤、紅壤、石灰土、紫色土等。

圖1 研究區(qū)地理位置

保護區(qū)主要保護對象有石灰山季雨林、河谷落葉季雨林、半常綠季雨林、季風常綠闊葉林、落葉闊葉林等森林生態(tài)系統(tǒng)，以及馱娘江濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀、瀕危野生動植物及其棲息地，主要功能是維護滇東生物多樣性穩(wěn)定，保護滇東獨特的自然資源和自然環(huán)境，使其免受人為干擾及破壞。區(qū)內(nèi)主要植被類型包括石灰山季雨林、落葉季雨林、暖溫性針葉林、熱性稀樹灌木草叢、人工植被等；保護動植物有德保蘇鐵（Cycas debaoensis）、叉孢蘇鐵（Cycas segmentifida）、 云豹（Neofelis nebulosa）、 金貓（Catopuma temmincki）、大靈貓（Viverra zibetha）等。

2 研究方法與數(shù)據(jù)處理

2.1 景觀類型劃分

研究數(shù)據(jù)主要來源于馱娘江自然保護植被圖、1∶50 000 地形圖、2022 年Landsat8 30 m 分辨率的遙感影像和實地調(diào)查數(shù)據(jù)。對地形圖進行數(shù)字化，運用ENVI5.3 對Landsat 數(shù)據(jù)進行校正、增強及裁剪處理。在遙感影像預處理的基礎上，依據(jù)遙感影像的光譜特征，結(jié)合地面實際調(diào)查數(shù)據(jù)，參照《中國植被》《云南植被》分類的原則，以植被類型為基礎，結(jié)合非植被因子確定研究區(qū)景觀類型[21]，將保護區(qū)景觀類型劃分為22 個景觀類型，包括飛機草-五節(jié)芒高草地灌草叢、楓香林、桄榔灌叢、桄榔-羊蹄甲灌叢、含楓香的中草草叢、含楓香-栓皮櫟中草草叢、含羽葉楸-千張紙的高草草叢、中國無憂花-任木林、櫟類灌叢、羅浮錐-小花紅花荷林、麻櫟-栓皮櫟林、芒種花-毛蕨菜灌叢、毛蕨菜草地、木棉-蒙自合歡林、木棉-楹樹林、人面子-野芒果林、栓皮櫟林、五節(jié)芒-蕨高草地18 個自然植被景觀和八角林、云南松林2個人工林植被景觀，以及農(nóng)地、水域2 類非植被類型景觀，詳見圖2。

圖2 景觀類型分布

2.2 地形因子劃定

在ArcGIS10.8.2 平臺下，基于DEM 數(shù)據(jù)得到的海拔、坡度、坡向等地形因子數(shù)據(jù)，并采用疊加分析法，將景觀類型圖層與地形因子進行疊加分析。本研究以150 m 為距，將海拔因子劃分為300 m 及以下、301～450 m、451～600 m、601～750 m、751～900 m、901～1 050 m、1 051～1 200 m、1 201～1 350 m、1 351 m 及以上9 個等級；坡度因子設置為5°以下、6°～15°、16°～25°、26°～35°、36°～45°、46°及以上6 個等級；坡向因子分為平坡、東、東北、東南、南、西南、西、西北、北9 個坡向。

2.3 景觀類型斑塊規(guī)模等級

參照郭晉平[22]研究，將景觀類型斑塊規(guī)模等級劃分為小斑塊、中斑塊、中大斑塊、大斑塊、超大斑塊、巨斑塊6 類，并采用ArcGIS 10.8.2 分級統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀類型組成特征

從表2 可以看出，保護區(qū)景觀類型組成以人面子-野芒果林、含楓香的中草草叢、楓香林、中國無憂花-任木林4 種自然植被景觀為主，它們分別占景觀總面積的10.84%、12.84%、12.94%、13.11%；八角林、云南松林等人工林植被景觀分別占景觀總面積的2.02%、0.62%；農(nóng)地、水域等非植被景觀分別占景觀總面積的15.74%、3.97%?？梢姡Ｗo區(qū)是以熱帶、亞熱帶植被為基質(zhì)的森林植被景觀為主，但各景觀類型分布不均衡，存在較大差異。

表1 景觀要素斑塊規(guī)模等級

表2 各景觀類型特征指數(shù)

3.2 景觀類型斑塊規(guī)模特征

從圖3 可以看出，保護區(qū)景觀斑塊規(guī)模主要以小斑塊為主，其占景觀斑塊總數(shù)的85.78%，其余斑塊占比均在7%以下。在自然植被景觀方面，除櫟類灌叢、麻櫟-栓皮櫟林、栓皮櫟林外，其他景觀類型小斑塊占比均大于或等于50%；八角林、云南松林等人工林植被景觀也是以小斑塊為主，面積占比達92%以上；非植被類型景觀則以中小斑塊為主。

圖3 各景觀類型斑塊等級斑塊數(shù)分布

從圖4 可以看出，各景觀類型斑塊大小等級的分布面積與斑塊分布數(shù)量存在較大的差異。從各景觀類型斑塊大小等級的分布面積來看，保護區(qū)巨斑塊面積占比最大，達61.18%，其余斑塊大小等級分布的面積比例在6%～10%。在自然植被景觀方面，主要以超大斑塊和巨斑塊為主，說明該區(qū)域內(nèi)自然植被景觀破碎化程度低；人工林植被景觀主要以中大斑塊、中斑塊和小斑塊為主，這類景觀類型主要是受人為干擾所影響；農(nóng)地、水域等非植被景觀主要以巨斑塊為主，該類型景觀分布較為集中。

圖4 各景觀類型斑塊大小等級面積分布

3.3 景觀類型分布特征

3.3.1 景觀類型隨海拔變化分析

保護區(qū)地處低、中山區(qū)域，區(qū)內(nèi)海拔以700 m以下為主，占總面積的74.43%。其中300 m 以下占總面積的11.37%，301～450 m 占總面積的23.81%，451～600 m 占總面積的22.34%，601～750 m 占總面積的16.91%。

通過景觀類型圖層與海拔圖層疊加分析，得到不同海拔段各景觀類型分布，結(jié)果見圖5。從圖5 可以看出，自然植被景觀在各海拔段均有分布，其中飛機草-五節(jié)芒高草地灌草叢、栓皮櫟林主要分布在1 351 m 及以上的高海拔區(qū)域；楓香林主要分布在301～900 m 海拔段；桄榔-羊蹄甲灌叢主要分布在301～750 m 海拔段；含楓香的中草草叢主要分布在900 m 及以下海拔段；含楓香-栓皮櫟中草草叢主要分布在601～1 200 m 海拔段；含羽葉楸-千張紙的高草草叢主要分布在300 m 及以下海拔段；中國無憂花-任木林在各海拔段均有分布，但主要分布在1 050 m 及以下海拔段；櫟類灌叢主要分面于301～1 050 m 海拔段；羅浮錐-小花紅花荷林、麻櫟-栓皮櫟林、芒種花-毛蕨菜灌叢主要分布于1 050 m及以上海拔段；毛蕨菜草地主要分布在901 m 及以上海拔段；木棉-蒙自合歡林主要分布于301～1 050 m 海拔段；木棉-楹樹林主要分布于301～450 m 海拔段；人面子-野芒果林主要分布于600 m 及以下海拔段；五節(jié)芒-蕨高草地主要分布在750 m 及以下海拔段。人工林植被景觀方面，八角林主要分布在451～900 m 海拔段，其他海拔段僅有少量的分布；云南松林各海拔段均有分布。非植被景觀方面，農(nóng)地主要分布在900 m 及以下海拔段；水域主要分布在450 m 及以下海拔段的河谷地。

圖5 不同海拔景觀類型分布

3.3.2 景觀類型隨坡度變化分析

保護區(qū)平地較少，坡度5°以下的面積僅占2.71%；坡度6°以上的面積占比98.29%，其中以16°～25°坡度為主，面積占比達41.39%。

由圖6 可以得知，自然植被景觀從坡度分布面積上來看雖在各坡度均有分布，但主要分布在16°及以上的區(qū)域；受地形地貌及土地利用空間的限制，區(qū)域內(nèi)人工林植被景觀主要分布于16°～35°坡度；農(nóng)地、水域等非植被類型景觀各坡度均有分布，但主要分布于坡度35°及以下區(qū)域，其中農(nóng)地主要分布坡度為6°～25°，以梯田為主；河流景觀主要為馱娘江，主要分布坡度為6°～15°。

圖6 不同坡度景觀類型分布

3.3.3 景觀類型隨坡向變化分析

由圖7 可知，保護區(qū)內(nèi)西南坡分布范圍較廣，占總面積的21.45%，主要分布有楓香林、含楓香的中草草叢、中國無憂花-任木林、人面子-野芒果林等植被景觀；西北坡、平地較少，僅占保護區(qū)總面積的0.2%、0.26%；其余坡向面積分布較均勻，占比在9%～13%。自然植被景觀隨各坡向分布較為均勻，無明顯的分布規(guī)律；人工林植被則體現(xiàn)出一定的規(guī)律性，如八角林、云南松林等主要分布于陽坡與半陽坡上（東南、南、西、西南）；農(nóng)地、河流等非植被類型景觀無明顯的分布規(guī)律，各坡向均有分布，此類景觀受海拔、坡度等地形地貌因子的影響較大。

圖7 不同坡向景觀類型分布

4 結(jié)論與討論

（1）在景觀類型組成方面，保護區(qū)以森林植被景觀類型為主，其占保護區(qū)各景觀類型總面積的80.29%，且天然植被占絕對優(yōu)勢。由此可見，天然植被對維持保護區(qū)森林植被的穩(wěn)定性有著重要的控制作用，應加強對天然植被保護，減少人為干擾；同時，應加大對天然植被景觀破碎化區(qū)域的營造林力度，促進斑塊間的物種、物質(zhì)、能量和信息的交換，進而保護物種的多樣性。

（2）保護區(qū)景觀斑塊規(guī)模主要以小斑塊為主，其占景觀斑塊總數(shù)的85.78%，其余斑塊數(shù)量占比均在3%以下；從斑塊面積來看，景觀以巨斑塊面積占比最大，達61.18%，其余斑塊大小等級分布的面積比例在6%～10%，各景觀類型斑塊大小等級分布面積與斑塊數(shù)量分布存在較大的差異。

（3）保護區(qū)以低、中山為主，區(qū)內(nèi)700 m 及以下海拔占保護區(qū)總面積的74.43%，坡度16°～25°的面積占41.39%，除人工林植被景觀外，各景觀類型在坡向方面無明顯分布差異。

（4）本研究僅采用了一期實地調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合Landsat8 影像對保護區(qū)景觀格局現(xiàn)狀及分布進行了分析和評價。若要全面掌握保護區(qū)景觀格局的變化情況，還需對其開展景觀格局動態(tài)變化、景觀干擾因素，以及景觀預測模型等方面的研究，系統(tǒng)地掌握保護區(qū)內(nèi)景觀格局的變化和干擾因素，從而提出科學的干預手段，確保各景觀類型健康、穩(wěn)定。