景觀格局環(huán)境意涵分析與應(yīng)用的探討

周鶴樹

金門大學(xué)都市計(jì)劃與景觀學(xué)系,福建金門 362000

引言

何謂景觀？德國地理學(xué)家A. von Humboldt視為某一區(qū)域的所有特征，其重要屬性是景觀異質(zhì)性，具體表現(xiàn)是景觀格局，影響著景觀的資源分布、組合及各種生態(tài)過程。

人類對資源使用的審慎態(tài)度之重點(diǎn)是“系統(tǒng)”與“平衡”系統(tǒng)，“系統(tǒng)”是層層緊扣的復(fù)雜生態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，“平衡”是能量、物種自然流動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，必須回歸生態(tài)的永續(xù)性 (蕭新煌，1986)。

本研究認(rèn)為植被景觀格局的變化，應(yīng)較其他、人文景觀格局簡單、緩慢，故以玉山國家公園為研究范圍，以景觀指數(shù)分析植被景觀格局的景觀生態(tài)機(jī)能，討論其環(huán)境意涵，以便進(jìn)一步了解景觀結(jié)構(gòu)變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響。

一 研究方法

玉山國家公園系以高山植被生態(tài)為主，氣候特征為低溫多雨，年雨量3000～4000公厘，海拔越高，日照時(shí)數(shù)越長。地形上，3000公尺以上占9.89%，2000～3000公尺占50.06%，1000～2000公尺占34.46%。地質(zhì)上，板巖占19.33%，砂巖、頁巖占59.53%，石灰?guī)r占19.95%，巖石節(jié)理極為破碎。

本研究基地采用1979、1990、2000、2009年Landsat衛(wèi)星影像，選擇適宜判別植物的紅光、近紅外光與短波紅外線，分類為冷杉、鐵杉、云杉、松類、檜木、玉山箭竹、高山芒與闊葉林，選取均質(zhì)樣區(qū)。本研究采監(jiān)督式分類，總體精確度90%以上，Kappa值90%以上，完成分類模版設(shè)定，再以最大概似法分類植被。

景觀格局,以景觀指數(shù)來呈現(xiàn) (McGarigal &McComb, 1994)，本研究采用K.McGarigal和B.Marks開發(fā)的Fragstats 3.3版，再參考W.E.Dramstad,J.D.Olson, & R.T.T. Forman (1996) 的景觀生態(tài)規(guī)劃建議，將景觀格局的環(huán)境意涵，分為綴塊特征、形狀與核心等景觀元素特征及綴塊多樣性、聚集性與連接性等景觀空間格局。

（一）綴塊特征：綴塊大小、密度或邊界具物種生存、效益、多樣的正關(guān)聯(lián)性 (Dramstad, Olson, &Forman, 1996)單位面積的綴塊數(shù)量越多、綴塊的形狀越分離等，生態(tài)效益較差。指數(shù)包括：綴塊數(shù)量NP、綴塊面積AREA_AM、綴塊密度PD、景觀形狀LSI、邊緣密度 ED。

（二）綴塊形狀：綴塊的形狀具物種生存的正向關(guān)聯(lián)性 (ibid)，綴塊形狀適當(dāng)?shù)貜?fù)雜、不規(guī)則，或相連，生態(tài)效益較佳。指數(shù)包括：綴塊分維數(shù)PAFRAC、綴塊形狀SHAPE_AM、綴塊毗連CONTIG_AM。

（三）綴塊核心分析：綴塊的內(nèi)部棲地具物種數(shù)量的正向關(guān)聯(lián)性 (ibid)，綴塊核心區(qū)域密度越高、所占面積越大，生態(tài)效益較佳。指數(shù)包括：不相鄰核心密度DCAD、綴塊核心CAI_AM。

（四）綴塊多樣性分析：綴塊的多樣性具物種生態(tài)效益的正關(guān)聯(lián)性 (ibid)，景觀格局的多樣性越高，生態(tài)效益先升后降，因破碎化亦增高；而均勻度越高，生態(tài)效益較低。指數(shù)包括：多樣性SHDI、均勻度SHEI。

（五）綴塊聚集性分析：綴塊的隔離、分裂度具物種滅絕的正關(guān)聯(lián)性 (ibid)，分裂值越大，生態(tài)效益較低。指數(shù)包括：聚集度AI、散布與并列IJI、分裂SPLIT。

（六）綴塊連接性分析：綴塊的凝聚、連接、網(wǎng)絡(luò)具物種移動(dòng)、生態(tài)效益的正關(guān)聯(lián)性 (ibid)，連接性越大，生態(tài)效益較高。指數(shù)包括：凝聚度COHESION、連接度CONNECT。

二 景觀元素特征分析

綴塊特征（詳圖1）：NP、PD、LSI、ED 增加，AREA_AM減小，顯示出綴塊增加、變小、邊緣增長的特性。其中，NP與PD有關(guān)綴塊數(shù)量，兩者正相關(guān)，即數(shù)量、密度增加，綴塊變??；ED與LSI有關(guān)綴塊邊緣、形狀，兩者幾乎一致，與NP正相關(guān)，即邊緣密度增加，綴塊亦變??；AREA_AM有關(guān)綴塊面積，與NP負(fù)相關(guān)，綴塊亦變小。因此，玉山國家公園植被綴塊特征分析，呈現(xiàn)綴塊變小，即破碎化趨勢。

圖1 景觀元素特征分析圖

綴塊形狀（詳圖1）：PAFRAC、CONTIG_AM微降、SHAPE_AM略增，顯示綴塊形狀略為復(fù)雜、綴塊略不相連的特性。其中，SHAPE_AM有關(guān)綴塊形狀，與PAFRAC、CONTIG_AM有關(guān)綴塊形狀、相鄰、毗連呈負(fù)相關(guān)，甚或無關(guān)，而與特征的LSI正相關(guān)，即形狀變復(fù)雜，綴塊變瘦長蜿蜒而零碎；PAFRAC、CONTIG_AM則變化較小，即相鄰毗連降低，綴塊可能逐漸分散。因此，玉山國家公園植被綴塊形狀分析，呈現(xiàn)綴塊零碎化而分散的趨勢，惟此形狀影響效應(yīng)尚不顯著。

綴塊核心（詳圖1）：DCAD減小、CAI_AM大減，顯示綴塊核心區(qū)域密度降低、核心區(qū)大幅縮小的特性。其中，DCAD有關(guān)綴塊核心密度，大起大落，且跟其他指數(shù)皆無甚關(guān)系，即未因綴塊縮小、數(shù)量增加而核心密度增加，可能綴塊破碎失去核心；CAI_AM有關(guān)綴塊核心區(qū)平均比值，與特征的AREA_AM正相關(guān)，即核心區(qū)比值降低，綴塊核心逐漸消失。因此，玉山國家公園植被綴塊核心分析，呈現(xiàn)綴塊破碎、核心消失的趨勢。

從景觀元素特征分析中得知，玉山國家公園景觀格局的綴塊增加、變小、邊緣增長、形狀略復(fù)雜、略不相連、核心密度降低及核心縮小，是綴塊小型化、破碎化的具體表征，景觀生態(tài)學(xué)視為景觀格局內(nèi)部綴塊之間的生態(tài)機(jī)能降低，故不利玉山國家公園植被環(huán)境的整體發(fā)展。

三 景觀空間格局分析

綴塊多樣性（詳圖2）：SHDI、SHEI增加，顯示綴塊復(fù)雜化、均勻化的特性。其中，SHDI有關(guān)植群的多樣分布，與SHEI有關(guān)植群的均勻分布正相關(guān)并與特征的PD正相關(guān)，即綴塊多樣混雜，然亦因多樣而分散分布。因此，玉山國家公園植被綴塊多樣性分析，呈現(xiàn)綴塊破碎，且分散均勻分布的趨勢。

圖2 景觀空間格局分析圖

綴塊聚集性（詳圖2）：AI降低，IJI、SPLIT增加，顯示綴塊孤立、散布、分裂的特性。其中，AI有關(guān)綴塊聚集程度，與IJI、SPLIT負(fù)相關(guān)，甚或無關(guān)，而與特征的AREA_AM正相關(guān)，即聚集降低，綴塊逐漸離散；IJI有關(guān)綴塊散布狀況，與SPLIT有關(guān)綴塊分裂狀況正相關(guān)，SPLIT則與特征的NP正相關(guān)，即分裂增加，綴塊逐漸破碎。因此，玉山國家公園植被綴塊聚集性分析，呈現(xiàn)綴塊破碎、離散的趨勢。

綴塊連接性（詳圖2）：綴塊的凝聚度COHESION降低，連接度CONNECT近年提高，顯示綴塊分散、連接性增加的特性。其中，COHESION有關(guān)綴塊凝聚程度，與聚集性的AI密切相關(guān)，而與CONNECT有關(guān)綴塊連接程度無甚關(guān)系，即凝聚降低，綴塊逐漸離散，然因綴塊變小、密度變高，連接可能性增加。因此，玉山國家公園植被綴塊連接性分析，呈現(xiàn)綴塊破碎離散的趨勢，惟連接性略增，可能是均質(zhì)化的影響。

從景觀空間格局分析中得知，玉山國家公園景觀格局的綴塊復(fù)雜化、均勻化、孤立、散布、分裂、分散，及連接性增加，是整體格局離散化、均質(zhì)化的具體表征，景觀生態(tài)學(xué)視為景觀格局整體的生態(tài)機(jī)能降低，故不利玉山國家公園植被環(huán)境的整體發(fā)展。

四 討論

本研究以Fragstats解析玉山國家公園的景觀格局，由景觀元素特征與景觀空間格局分析的結(jié)果歸納出，個(gè)別綴塊增加、變小、邊緣增長、形狀略復(fù)雜、略不相連、核心密度降低及核心縮小，是綴塊小型化、破碎化的具體表征；整體綴塊復(fù)雜化、均勻化、孤立、散布、分裂、分散及連接性增加，是綴塊離散化、均質(zhì)化的具體表征。因此，玉山國家公園的植被景觀格局呈現(xiàn)，植被綴塊的小型化、破碎化、離散化、均質(zhì)化趨勢，逐漸失去優(yōu)勢族群，各類型綴塊逐漸均勻分布，對玉山國家公園植被環(huán)境逐漸增加不利的影響。

從前述景觀元素特征與景觀空間格局分析，本研究進(jìn)一步整理其相關(guān)性之歸屬，以NP、PD為核心，LSI、ED、SHDI、SHEI、SPLIT為周圍，SHAPE_AM、IJI為外圍的綴塊數(shù)量相關(guān)性群組，及以AREA_AM為核心，CAI_AM、AI為周圍，COHESION為外圍的綴塊面積相關(guān)性群組，以上群組內(nèi)皆為正相關(guān)性，相關(guān)性由內(nèi)而外遞減的關(guān)聯(lián)性景觀指數(shù)，這兩個(gè)群組為負(fù)相關(guān)性。而PAFRAC、CONTIG_AM、DCAD、CONNECT為獨(dú)立景觀指數(shù)，不受綴塊數(shù)量與面積影響。

五 結(jié)語

本研究提出結(jié)論：玉山國家公園景觀格局的環(huán)境意涵為：多樣、復(fù)雜、破碎與動(dòng)態(tài)，未來經(jīng)營管理需特別注意這四種特性。解析過程中，景觀格局的發(fā)展似乎隱含著“集聚間有離析”的形態(tài)，除具有景觀生態(tài)學(xué)所認(rèn)知的較優(yōu)景觀格局型態(tài)，本研究認(rèn)為更具有環(huán)境發(fā)展?jié)摿Α?/p>

玉山國家公園植被景觀格局的景觀元素特征與景觀空間格局分析，確能測出景觀格局的特征與結(jié)構(gòu)。本研究認(rèn)為景觀格局的環(huán)境意涵，必須經(jīng)過環(huán)境詮釋整合。因?yàn)榄h(huán)境生態(tài)的景觀格局很復(fù)雜，原本就存在生態(tài)等多面向的表征與詮釋，本研究務(wù)求較多景觀指數(shù)的解析與較多面向的意涵詮釋，不以景觀指數(shù)分析作為植群生態(tài)機(jī)能的唯一判斷工具，而是應(yīng)用為了解景觀元素特征與景觀格局結(jié)構(gòu)之先期數(shù)值化分析工具。

本研究嘗試將Dramstad, Olson, & Forman (1996)對景觀元素特征、格局結(jié)構(gòu)的意涵指認(rèn)，以景觀指數(shù)的數(shù)值高低來詮釋，這詮釋模式有著空間判別的困難度：景觀元素特征有著平面空間量測的議題，景觀格局結(jié)構(gòu) 有著平面形狀描述的議題，兩者皆有空間尺度的詮釋性問題，或可稱為空間閾值問題，這仍是當(dāng)今景觀生態(tài)學(xué)尚未突破之關(guān)鍵，因此，本研究認(rèn)為務(wù)實(shí)的因應(yīng)策略是，著重于前后分析資料的比對，從趨勢來判斷是否朝向較好的生態(tài)機(jī)能、較具永續(xù)性的方向發(fā)展，以避免局限于景觀元素特征與景觀格局結(jié)構(gòu)的優(yōu)良范疇之定義。