基于地形因子空間分異的景觀安全等級評價

張春英，蘭思仁，董建文，李文英，楊文欣

(1.福建工程學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，福建 福州 350118； 2.福建農(nóng)林大學(xué)藝術(shù)園林學(xué)院，福建 福州 350002)

基于地形因子空間分異的景觀安全等級評價

張春英1，2，蘭思仁2，董建文2，李文英1，楊文欣1

(1.福建工程學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，福建 福州 350118； 2.福建農(nóng)林大學(xué)藝術(shù)園林學(xué)院，福建 福州 350002)

利用ArcGIS和Fragstats軟件，基于一階地形因子空間分異對世界自然遺產(chǎn)地的景觀安全等級進(jìn)行評價。結(jié)果表明：隨著坡度的增加，景觀安全等級也略微升高；坡向景觀帶安全等級降序排列為東坡、西坡、北坡、東北坡、西北坡、西南坡、南坡、東南坡、無坡向；海拔景觀帶安全等級從高到低依次為H>2000 m，1600 m

坡度；坡向；海拔；景觀安全等級

地形因子制約著地表物質(zhì)與能量的再分配，對土壤與植被的形成和發(fā)育過程有重要作用[1-11]。學(xué)者們依據(jù)不同提取算法，將其分為一階、二階和復(fù)合地形因子[11-12]。一階地形因子主要指坡度、坡向和海拔高度[11-13]。雅羅申科[11，14]指出海拔高度、坡度、坡向等是影響山地植物群落分布的最重要的4個因素[6，11]。武夷山自然遺產(chǎn)地——武夷山自然保護(hù)區(qū)的植被綠化率為98%[13]，植物群落變化是景觀變化的主要驅(qū)動力。與之相對的，武夷山風(fēng)景區(qū)景觀方面的研究尚少，何東進(jìn)[15]對武夷山風(fēng)景區(qū)森林景觀土壤物理性質(zhì)異質(zhì)性、景觀生態(tài)特征和景觀格局動態(tài)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，游巍斌等[16]對武夷山風(fēng)景區(qū)景觀格局與環(huán)境因子的多尺度響應(yīng)研究，取得了具有科學(xué)價值的成果。而關(guān)于一階地形因子的景觀安全的影響未見報道，基于此，本文對一階地形因子空間分異與景觀安全等級的關(guān)系進(jìn)行探討，旨在為世界自然遺產(chǎn)地景觀多樣性保護(hù)和管理提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)域概況

武夷山自然保護(hù)區(qū)平均海拔1200 m，最高處黃崗山達(dá)2158 m，最低處僅300 m，相對高差懸殊，達(dá)1858 m[11，17-18]，地勢較高且起伏較大，埡口較多。平均坡度30°～40°，最大坡度為80°[17-18]。地貌類型有構(gòu)造侵蝕低山地貌、構(gòu)造侵蝕低中山地貌、構(gòu)造侵蝕中山地貌和構(gòu)造侵蝕中低山地貌[11，17-18]。

2 研究方法

利用遙感解譯圖與地形現(xiàn)狀圖結(jié)合，將多源數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，將具有多種地形地理信息的數(shù)據(jù)圖層輸入ArcGIS軟件中，利用GIS中的空間分析功能進(jìn)行處理的武夷山自然保護(hù)區(qū)地形坡度、坡向和海拔的數(shù)據(jù)[11-13]。結(jié)合Fragstats軟件計算出景觀破碎化指數(shù)、景觀多樣性指數(shù)和景觀優(yōu)勢度指數(shù)。

2.1 坡度景觀帶安全等級

圖1 武夷山自然保護(hù)區(qū)不同坡度景觀帶景觀安全等級

根據(jù)自然保護(hù)區(qū)坡度(S)大小，將植被景觀劃分為幾個景觀帶[11]：S≤8°、8°

圖2 武夷山自然保護(hù)區(qū)不同坡向景觀帶景觀安全等級

2.2 坡向景觀帶安全等級

依據(jù)坡向?qū)傩詣澐制孪蚓坝^帶：無坡、東坡、東北坡、東南坡、北坡、南坡、西坡、西北坡、西南坡[1，11]。計算每個坡向景觀帶上的植被景觀破碎化指數(shù)、景觀多樣性和景觀優(yōu)勢度指數(shù)[17-18]，指數(shù)意義和權(quán)重同坡度景觀帶，然后求出各個景觀帶的景觀安全等級[17-18]。

2.3 海拔景觀帶安全等級

依據(jù)海拔高度(HB)屬性劃分海拔景觀帶[11，20-21]：HB≤400 m、400 m2000 m[17-18]。計算每個海拔高度景觀帶上的植被景觀破碎化指數(shù)和多樣性等景觀指數(shù)，指數(shù)意義和權(quán)配同坡度景觀帶，計算各景觀帶的景觀安全等級。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同坡度景觀帶安全等級

由表1可見，不同坡度景觀帶的景觀安全性(SD)從高到低依次為：45°

隨著坡度的遞增，坡度景觀安全性也逐漸升高，雖然45°

表1 不同坡度景觀帶安全等級

*：H為景觀多樣性指數(shù)；D為景觀優(yōu)勢度指數(shù)；FN2為景觀破碎度指數(shù)；SD為景觀安全性指數(shù)；DR為景觀安全等級。下同。

3.2 不同坡向景觀帶安全等級

武夷山自然保護(hù)區(qū)位于北緯27°33′—27°54′，東南坡向?qū)儆诎腙柶?，多?shù)樹種喜歡陰陽相濟(jì)的環(huán)境[11，19]。面積大的坡向景觀帶的景觀異質(zhì)性也比較強。景觀破碎化指數(shù)表明無坡景觀帶是受干擾較嚴(yán)重的一個區(qū)域，西南坡、西北坡、西坡及東南坡受干擾較為嚴(yán)重，破碎化指數(shù)在0.8左右，其余的景觀帶上植被生長較為良好[11]，居民的生產(chǎn)生活活動構(gòu)成了主要干擾源。

由表2可見，不同坡向景觀帶的景觀安全性(SD)從高到低依次為：東坡(1.41)、西坡(1.26)、北坡(1.24)、東北坡(1.23)、西北坡(1.17)、西南坡(1.16)、南坡(1.15)、東南坡(1.13)、無坡向(1.12)。為了更清晰合理的分析不同坡向景觀帶景觀安全性的差異，本文根據(jù)安全性數(shù)值分為4個段，即(1.1～1.2]、(1.2～1.3]、(1.3～1.4]和(1.4～1.5]，相應(yīng)地，不同坡向景觀帶的景觀安全等級分為4級。景觀安全等級從高到低依次為：1級：東坡景觀帶，2級：空缺(沒有坡向景觀帶落入第2級)，3級：西坡、北坡和東北坡，4級：西北坡、西南坡、南坡、東南坡和無坡向景觀帶。

表2 不同坡向帶景觀安全等級

東坡景觀帶的植被景觀多樣性指數(shù)最高(0.91)，景觀異質(zhì)性較強，而景觀的破碎度相對較低(0.56)，這說明植被景觀系統(tǒng)相對較穩(wěn)定，而且處于較為良性的系統(tǒng)循環(huán)，植物生長良好，受外界干擾較少，所以東坡向景觀帶的景觀安全性最高。無坡向景觀帶的景觀安全性最低，這是由于相對于其他坡向景觀帶本區(qū)域的人群可達(dá)性比較大，人為干擾較強，破碎度指數(shù)最高(0.79)，人群輸入了各種信息流[20]，使植被景觀和自然生態(tài)環(huán)境受到影響最大，久而久之，此區(qū)域的植被景觀多樣性也有所降低，即景觀異質(zhì)性有所下降，從而使植被景觀坡向安全性相對最低。

圖3 武夷山自然保護(hù)區(qū)不同海拔景觀帶安全等級

3.3 不同海拔景觀帶安全等級

海拔反映了地形起伏狀態(tài)和地表物質(zhì)的勢能[3，12，21-22]。由表3可見，不同海拔景觀帶的景觀安全性(SD)從高到低依次為H>2000 m(1.68)、1600 m2000 m景觀帶，2級：空缺(沒有海拔景觀帶落入第2級)，3級：1600 m

由表3可知，H>2000 m景觀帶的植被景觀多樣性指數(shù)雖然不高，在這一區(qū)域主要分布中山草甸、黃山松和鹿角杜鵑等植物，雖然景觀異質(zhì)性不是很強，但這些植物能生長在生態(tài)環(huán)境較為嚴(yán)酷的高山，說明這些植物的生命力較強，雖然植物的生態(tài)型較其他區(qū)域的矮小，但其實際的生長期卻較長，所以這些植物群落的生態(tài)系統(tǒng)較為健康，對景觀保護(hù)也起著重要作用。從景觀破碎度指數(shù)可以看出，這一區(qū)域的外界干擾較少，而且景觀優(yōu)勢度指數(shù)較大，所以這一區(qū)域的海拔景觀安全性為最高。海拔400 m

表3 不同海拔景觀帶安全等級

4 結(jié)論與建議

隨著坡度的遞增，景觀安全等級也略微升高；坡向景觀帶安全等級降序排列為東坡、西坡、北坡、東北坡、西北坡、西南坡、南坡、東南坡、無坡向[1]；海拔景觀帶的安全等級從高到低依次為H>2000 m，1600 m

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Landscape Safety Degree Value Was Studied on the Mountain Factors Differentiation

ZHANG Chun-ying1，2，LAN Si-ren2，DONG Jian-wen2，LI Wen-ying1，YANG Wen-xin1

(1.CollegeofLandscapeArchitectureandUrbanPlanning，F(xiàn)ujianUniversityofTechnology，F(xiàn)uzhou350118，F(xiàn)ujian，China； 2.CollegeofArtCollegeofLandscapeArchitecture，F(xiàn)ujianAgricultureandForestryUniversity，F(xiàn)uzhou350002，F(xiàn)ujian，China)

Using ArcGIS and Fragstats software，Landscape safety degree value was studied on the first order mountain factors differentiation.The result showed that：with the slope increasing，landscape safety degree was increase slightly；descending order of aspect landscape safety degree was east aspect，west aspect，north aspect，northeast aspect，northwest aspect，southwest aspect，south aspect，southeast aspect，plain；descending order of altitude landscape safety degree wasH>2000 m，1600 m

slope；aspect；altitude；landscape safety degree

2014-09-28；

2014-11-06

福建省科技廳自然基金項目(2012071)；國家林業(yè)局林業(yè)公益行業(yè)科研專項(201404030109)

張春英(1979—)，女，吉林四平人，福建工程學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院副教授，博士(在讀博士后)，從事景觀生態(tài)學(xué)與景觀規(guī)劃設(shè)計研究。E-mail：zhangchunying8@126.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.03.030

P901

A

1002-7351(2015)03-0132-05