羅皓 趙慶 張凌宇

城郊森林公園是位于城市（城鎮(zhèn)）及其周邊，以森林景觀為主體，生態(tài)環(huán)境良好，休憩健身設(shè)施完善，開展公眾游覽、休憩、健身、科普、文化等活動(dòng)的戶外特定區(qū)域[1]。森林健康是指森林生態(tài)系統(tǒng)既能滿足人類合理需要，又能維持其多樣性和穩(wěn)定性[2]。以往研究多通過(guò)構(gòu)建“活力-組織結(jié)構(gòu)-恢復(fù)力”評(píng)價(jià)模型，評(píng)估森林生態(tài)系統(tǒng)在林分、景觀、區(qū)域尺度的健康狀況[3]。但這些研究很難定量分析森林和非森林景觀、森林景觀內(nèi)部要素之間的差異。景觀格局是景觀形狀、大小以及數(shù)量等各要素在空間上的排列和組合，能夠充分體現(xiàn)景觀異質(zhì)性[4]。因此，開展森林景觀格局研究，能夠更客觀、精細(xì)地刻畫森林生態(tài)系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性和健康狀況[5]。目前，景觀格局研究的內(nèi)容包括景觀要素的形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)關(guān)系和空間構(gòu)型分析等[6]，研究方法主要有景觀指數(shù)法和空間統(tǒng)計(jì)學(xué)法[7]，研究尺度涉及區(qū)域宏觀尺度、景觀中觀尺度、鄉(xiāng)鎮(zhèn)或社區(qū)的微觀尺度[8]。針對(duì)城郊森林公園景觀格局的研究，主要從區(qū)域宏觀尺度[9]和景觀中觀尺度[10]開展，采用景觀格局指數(shù)法分析景觀格局特征[11]和演變特征[12]，著重分析林地景觀，缺少對(duì)其他景觀類型的整合。而綜合考慮多種景觀類型，有利于合理規(guī)劃土地，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展[13]。因此，本文以廣東西樵山國(guó)家森林公園為研究對(duì)象，基于不同景觀類型分析其景觀格局，為森林景觀健康評(píng)價(jià)提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

西樵山國(guó)家森林公園位于廣東省佛山市南海區(qū)的西南部（22°55′～22°57′N，112°56′～113°0′E），占地面積約1 304.84 hm2。公園地處南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬暖夏涼，四季溫和，雨量充沛，年均氣溫21.8℃，年均降雨量1 638.5 mm。園內(nèi)植被豐富，植被類型多為亞熱帶常綠林，植物種類多達(dá)800余種[14]。園區(qū)由生態(tài)培育區(qū)（A區(qū)）、風(fēng)景游賞區(qū)（B區(qū)）、居民社會(huì)生活區(qū)（C區(qū)）、服務(wù)接待區(qū)（D區(qū)）四大功能區(qū)組成（圖1）。

圖1 西樵山國(guó)家森林公園功能分區(qū)圖

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

以西樵山國(guó)家森林公園2021年10月13日的Google Earth遙感影像圖（分辨率為0.30 m）為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，經(jīng)過(guò)幾何校正、圖像配準(zhǔn)后，參照《國(guó)土空間調(diào)查、規(guī)劃、用途管制用地用海分類指南（試行）》分類標(biāo)準(zhǔn)[15]，通過(guò)目視解譯法①目視解譯是遙感圖像解譯的一種，是由專業(yè)人員通過(guò)直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過(guò)程。在Arcgis10.5中完成圖像解譯，結(jié)合實(shí)地考察中利用RTK測(cè)量?jī)x（合眾思?jí)袵960，北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰荆┧⒌?00個(gè)解譯標(biāo)志，對(duì)解譯成果進(jìn)行核驗(yàn)，核驗(yàn)精度達(dá)到95%以上。實(shí)地考察時(shí)間集中在2022年4—5月，經(jīng)過(guò)3次為期4天的野外調(diào)查，根據(jù)公園各景觀的功能特點(diǎn)，劃為農(nóng)田、草地、水體、林地及建設(shè)用地5類景觀。因研究區(qū)農(nóng)田、草地和水體的面積較小，而林地與建設(shè)用地是最主要的兩類景觀，因此將其進(jìn)一步劃分，最終確定12種景觀類型（表1，圖2）。

表1 西樵山國(guó)家森林公園景觀類型

1.3 研究方法

以西樵山國(guó)家森林公園遙感影像圖為底圖，利用Arcgis10.5將公園景觀類型分類結(jié)果矢量化，通過(guò)實(shí)地考察確定廊道、斑塊的類型與邊界，運(yùn)用Fragstats4.2提取面積、周長(zhǎng)等基本信息。

景觀格局指數(shù)反映景觀組成單元的空間配置特征[16]?；谇叭搜芯砍晒鸞6~8]，從類型水平和景觀水平，選取廊道長(zhǎng)度（CL）、廊道寬度（CW）、廊道面積（CA）、廊道密度（CD）、斑塊數(shù)量（NP）、平均斑塊面積（MPS）、斑塊密度（PD）、斑塊面積（PA）、斑塊面積占比（PLAND）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、平均斑塊形狀指數(shù)（MSI）、平均分維度（MPFD）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、香農(nóng)均勻度（SHEI）等指數(shù)進(jìn)行分析（表2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 廊道特征

廊道是起物質(zhì)和能量傳輸、引導(dǎo)交通等作用的線性空間[17]。西樵山國(guó)家森林公園的道路總長(zhǎng)124.44 km，具有交通和輸導(dǎo)作用，因此為公園的主要廊道。道路由車行道和人行道組成，寬度差異大、結(jié)構(gòu)明顯，CD值為2.17 km/hm2（表3），表明路網(wǎng)密度合理，能有效組織游覽路線[18]。

表3 廊道特征

2.2 斑塊特征

基質(zhì)是景觀中面積最大、連續(xù)性最好的景觀要素類型[17]。西樵山國(guó)家森林公園林地面積占比76.74%，其中風(fēng)景林面積最大（PA=885.25 hm2），用材林（PA=65.94 hm2）次之。建筑（PA=95.04 hm2）與水體（PA=61.14 hm2）的面積也較大。此外，風(fēng)景林的MPS值（11.07）和LPI值（30.35%）均最大（表4）。由此可認(rèn)為，風(fēng)景林是公園景觀的基質(zhì)，對(duì)整體景觀的控制作用最強(qiáng)；用材林、建筑和水體作為公園主要景觀類型，與風(fēng)景林共同構(gòu)成公園的大體骨架。

表4 斑塊類型特征

NP值和PD值越大，則破碎度高且異質(zhì)性越強(qiáng)。公園各景觀類型的破碎化程度不同，建筑破碎化程度最高（NP=162個(gè)，PD=12.42個(gè)/100 hm2），其空間分布零散，受人為干擾程度強(qiáng)。此外，與湖南[7]、遼寧[12]等同類城郊森林公園景觀斑塊邊緣變化小且規(guī)則（MPFD值接近1）類似，西樵山國(guó)家森林公園各景觀類型斑塊形狀（MSI值為1.41~2.12，MPFD值為1.10~1.24）也較為規(guī)則，由此表明隨著人類活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，城郊森林公園受人為干擾強(qiáng)度較大。

LSI反映不同類型斑塊的邊緣情況。防護(hù)林的LSI值（3.15）最小，表明其邊緣效應(yīng)較弱，受到較為嚴(yán)重的人為干擾。就廊道密度CD而言，建筑、廣場(chǎng)、景觀與管理設(shè)施的值較高，說(shuō)明建設(shè)用地大多景觀類型的可達(dá)性較高；林地的值較低，特別是風(fēng)景林（0.64 km/hm2），因此可適當(dāng)加大對(duì)森林公園林內(nèi)道路的開發(fā)力度。

2.3 各功能區(qū)景觀格局分析

西樵山國(guó)家森林公園的A區(qū)以生態(tài)保護(hù)功能為主，B區(qū)兼具生態(tài)保護(hù)和游憩利用功能，兩區(qū)斑塊形狀相對(duì)復(fù)雜，所受人為干擾強(qiáng)度較小。C區(qū)與D區(qū)多為住宅、商業(yè)服務(wù)和公共服務(wù)用地，以服務(wù)居民社會(huì)生活和接待游客的游憩利用功能為主，CD值相對(duì)較高（表5）。由此可知，公園按照不同功能區(qū)主導(dǎo)功能的差異進(jìn)行了合理布局。

表5 不同功能區(qū)景觀指數(shù)對(duì)比分析

D區(qū)作為游客出入口、重要景觀打造區(qū)域，其景觀多樣性最高（SHDI=1.92，SHEI=0.87），景觀的配置分布較均勻（LSI=8.60）。而A區(qū)作為森林生態(tài)保護(hù)和修復(fù)區(qū)域，存有大面積成片林地，因此該區(qū)景觀多樣性相對(duì)較少，優(yōu)勢(shì)斑塊最明顯（LSI=18.38），斑塊空間分布不均。以上表明，今后森林公園的景觀保護(hù)和提升建設(shè)還需加強(qiáng)各區(qū)之間的聯(lián)系，注意功能區(qū)內(nèi)不同景觀類型的均衡性。

2.4 景觀格局總體特征分析

分析西樵山國(guó)家森林公園的整體景觀格局（表6）得知，公園斑塊形狀較為復(fù)雜（LSI=22.83），但景觀多樣性較低（SHDI=1.31），斑塊空間分布不均（SHEI=0.53）。這主要受林地的影響，面積最大的風(fēng)景林聚集于公園中心區(qū)域，其余林地類型面積小且分散于公園邊界附近。此外，公園CD值較低，主要由于道路集中分布在生態(tài)培育區(qū)和風(fēng)景游賞區(qū)的中心位置，缺少與公園邊界區(qū)域的連接。因此，除了注重對(duì)林地景觀斑塊結(jié)構(gòu)完整性的管理，還需提升林地景觀的多樣性，并通過(guò)合理布置道路的協(xié)調(diào)手段，均衡利用林地與其他景觀類型，以改善公園整體景觀的多樣性。

表6 整體景觀格局分析

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

西樵山國(guó)家森林公園在空間分布上表現(xiàn)為景觀斑塊（用材林、建筑、水體等）鑲嵌在基質(zhì)（風(fēng)景林）當(dāng)中，并由道路廊道串聯(lián)，形成了較為完整的“斑塊-廊道-基質(zhì)”景觀結(jié)構(gòu)。公園各景觀類型的破碎化程度不同，但平均分維度較低，受人為干擾影響較大。公園景觀格局總體呈現(xiàn)為景觀多樣性較低，斑塊空間分布不均，斑塊形狀較為復(fù)雜的特征，各功能分區(qū)的格局特征差異明顯，主導(dǎo)功能劃分合理，但各區(qū)景觀連通性不足。

城區(qū)高密度的人口和擁擠的生活環(huán)境刺激了居民的自然休閑需求，城郊森林公園成為市民休閑游憩的選擇[19]。但游客人數(shù)的增加影響了現(xiàn)有自然景觀，一定程度上導(dǎo)致公園水體、風(fēng)景林、用材林的斑塊數(shù)量大，斑塊密度高，破碎化程度強(qiáng)。同時(shí)，公園管理處為提高單位土地的使用效益，常采用土地集約利用方式，但過(guò)度集約化會(huì)簡(jiǎn)化景觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性[18]。西樵山國(guó)家森林公園各景觀類型MPFD在1.10~1.24，斑塊形狀均較為規(guī)則，這主要受趨于集約的土地利用方式的影響。與上海[8]、福建[10]等城郊森林公園在影響因素方面類似，人為因素深刻影響著森林公園景觀格局的變化。

目前較多研究基于土地分類和優(yōu)勢(shì)樹種的角度，將林地分為純林、混交林、竹林、灌木林等類型進(jìn)行景觀格局研究[11~12]。但此類劃分方法所得結(jié)果多停留在景觀特征描述方面，缺少與景觀功能的聯(lián)系，不能對(duì)城郊森林公園如何發(fā)揮和利用森林景觀功能提供可行建議。因此，本文從景觀功能的角度將林地分為防護(hù)林、用材林、經(jīng)濟(jì)林、風(fēng)景林，更有助于森林資源的功能化管理和經(jīng)營(yíng)。

3.2 優(yōu)化建議

西樵山國(guó)家森林公園的景觀格局優(yōu)化，首先需降低景觀破碎化程度，增加斑塊的完整性。例如，合并具有相同功能且距離較近的建筑，縮減建筑斑塊的數(shù)量，為游人提供合理、有效的集散空間；減少水體景觀周邊人造景觀的建設(shè)，串聯(lián)相鄰水體，使其生態(tài)功能得到充分發(fā)揮；在林地邊緣增加疏林或灌叢草地等人工植被景觀斑塊，強(qiáng)化邊緣效應(yīng)，豐富原有景觀。其次，減少不同景觀的分離度，提升內(nèi)部景觀連通性。適當(dāng)減少居民社會(huì)生活區(qū)和服務(wù)接待區(qū)內(nèi)景觀的分離度，提升生態(tài)培育區(qū)和風(fēng)景游賞區(qū)內(nèi)部景觀的連通性，并加強(qiáng)各功能分區(qū)之間的溝通與聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)景觀綜合價(jià)值的最大化。最后，重視不同景觀類型的均衡利用，增加斑塊分布的均勻度，強(qiáng)化景觀系統(tǒng)的多樣性。在保證土地集約利用的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)各類景觀的管理和分類，不隨意減少和破壞景觀類型，采取豐富植被多樣性、增設(shè)景觀設(shè)施等措施改善景觀的多樣性，以更好地發(fā)揮城郊森林公園生態(tài)保護(hù)、休閑游憩的綜合功能。

3.3 研究展望

本研究采用斑塊類型、景觀2個(gè)級(jí)別的景觀指數(shù)反映了單一時(shí)空尺度下西樵山國(guó)家森林公園的景觀格局特征，而如何利用城郊森林公園不同時(shí)期的遙感影像圖分析景觀格局動(dòng)態(tài)演變特征及其驅(qū)動(dòng)因素，以深入揭示景觀格局作用機(jī)制，有待進(jìn)一步研究。此外，后期還需進(jìn)一步基于生態(tài)保護(hù)、游憩利用等景觀功能，對(duì)斑塊與廊道進(jìn)行細(xì)化分類，以精準(zhǔn)識(shí)別景觀格局特征，實(shí)現(xiàn)景觀與生態(tài)協(xié)同的最優(yōu)格局。

注：圖片均為作者自繪