基于森林资源二类调查的仁义镇森林景观格局及破碎化分析
通过景观的观点来审视城镇化的发展，是解决城市化过程中环境问题的新方法、新思路.采用2009年广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇森林资源二类调查数据为基础数据，以GIS和Fragstats为技术支撑，从景观的组成结构、斑块特征等方面对研究区域景观的空间分布和结构特征进行了分析.结果表明,景观要素斑块中以小斑块所占比例最大，植被景观以乔木林和灌丛景观为主要类型.由于相对强烈的人类活动影响，区域内林业用地的景观破碎化程度较高.
Key words: GIS; Forest landscape pattern; Landscape fragmentation; Babu District
随着城镇化速度的明显加快，诸多环境问题日益凸显.建设城市森林是治理环境污染和改善人居环境的有效途径，通过景观现状分析，采用多样性、均匀度、分维度等景观指数分析方法，可以对城市森林建设进行前期格局分析，这为今后城市森林的规划建设奠定了理论基础.在遥感影像分辨率不高的前提下，如果仅依靠遥感影像目视判读很难做到对地物的精准划分.而采用森林资源二类调查的成果数据作为数据源则具备很高的精度，它是以小班为调查单元进行全区调查，是一种更具体更详细的调查.依据2009年广西壮族自治区贺州市八步区森林资源二类调查数据,重新合并、提取所需的属性数据及矢量数据，为景观格局分析提供数据基础.
景观格局分析是景观生态学研究的基本内容，是进一步研究景观功能与动态的基础.景观格局既是景观异质性的具体体现，同时又是人类活动的结果与各种生态过程在不同尺度上作用的最终结果［1］.景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小，斑块形状趋于不规则，内部生境面积缩小，廊道被截断以及斑块彼此隔离.景观破碎化会对生存于其中的物种带来一系列的影响.为了揭示该区景观格局特征和破碎化程度，为今后城市林业建设奠定基础，以广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇为例，利用GIS建立量化的、空间化的环境数据库，分析了森林景观各斑块的类型及其相互关系，并将这些数据落实到具体的山头地块，在空间上形象地显示出来，最后对景观要素的斑块特征和格局进行分析研究，理清其森林结构布局，并分别从斑块数、斑块面积、斑块周长、分形维数和多样性等角度对各景观组分的数量特征进行分析，以阐明各景观组分间的特征差异，评价景观破碎化程度，进而揭示各组分在整个景观中的地位和作用的差异.
1 研究地区概况
八步区仁义镇位于广西东部，地理位置为东经111°08′~111°45′，北纬23°52′~24°9′，地处亚热带，气候温和，光照充足，雨量充沛，无霜期长.年均气温19．9℃，日照 1 587．3 h，降雨量 1 550．3 mm，无霜期299 d.属南岭山
地丘陵区.全区森林面积为14 330.5 hm2，森林覆盖率为72．3％，活立木蓄积
量为6万m3，以松、杉、速生桉为主.主要经济林果有八角、玉桂、板栗、油茶、油桐、龙眼、李子等10多种［2］.
2 研究方法
2.1 数据来源和预处理
本次研究的资料有仁义镇2009 年森林资源二类调查数据、1∶1万遥感影像图、地形图、行政边界图、DEM模型及其他相关地学信息资料.
利用GIS 软件将森林资源二类调查数据数字化，包括地形图等高线和林班小班等森林区划，结合属性数据建立了林相图.其中小班因子调查数据包括面积、优势树种、树种组成、经营类型、造林树种、土壤类型、坡度、海拔等20 多个属性数据项.结合广西森林植被景观生态特征和经营需要,对小班类型进行定性分析,并最终确定了8 种景观要素类型,分别为非林地、杉木类、松树类、桉树类、阔叶类、竹类、经济林、灌木林.
结合该区域行政界线图，在ArcGIS 软件支持下，将森林植被类型矢量格式转换为栅格格式.每个栅格的大小为10 m×10 m，得到森林景观分布图（图1）.将栅格数据输入景观指数计算软件FRAGSTATS 3.3 中计算森林植被的景观格局指数.
2.2 景观指数选取
对利用FRAGSTATS软件获得的20 余种景观指数进行相关性分析，去除相关性较大的一些指数，并根据研究需要，最终在斑块类型水平上选取类型面积（CA）、斑块数（NP）、平均斑块面积(AREA)、斑块总面积（TA）等多个景观指数进行森林景观空间格局分析；在景观水平上，选取了斑块密度（PD）、斑块边缘密度（ED）、香农景观多样性指数（SHDI）以及香农景观均匀度指数（SHEI）等景观指数［4］进行景观层次上的森林植被景观异质性和多样性分析.
3 景观格局分析
3.1 景观要素斑块特征分析
3.1.1 景观组成结构分析
由表1可见，研究区域的景观类型以非林地为主，其面积占景观总面积的39.29 %；其次是松树类,占24.52%，桉树类占17.51%，阔叶树类占12.03%，是控制景观格局的重要组成部分；竹类面积比最小，仅占总面积的0.13%.从斑块数和斑块比来看，松树类的斑块数最多，为217块，占整个区域斑块数的22.30%；其次是非林地类和桉树类，斑块数和斑块密度分别为210块、21.58%及195块、20.04%；阔叶树类斑块数也较多，斑块比为14.80%；竹林类和灌木林地斑块数
最少，斑块比分别为1.44%和1.54%.乔木林、灌木林和非林地的面积比例为1.48∶0.04∶1.由于森林采伐等长期的人类活动影响，森林景观比例在逐渐缩小，当前非林地类型占有较高比例，该区植被现以乔木林和灌丛景观为主要类型，二者面积占全区的59.4%，斑块数占全区的67%(表1).
3.1.2 景观斑块特征分析
景观类型斑块特征主要是通过斑块大小、形状特征、分维度等指数来反映［1］.斑块形状特征（又称斑块形状指数）反映斑块形状的复杂程度.形状指数越大，表示斑块形状越复杂.由表2可以看出，8种景观类型的斑块形状指数在4.43～24.99.松树林和桉树林的斑块形状指数较大，这是因为本地区松树和桉树种植面积较广、分布不均匀，因此斑块形状不规则，而研究区域很多地方大量种植桉树，使桉树分布面积大，并且分布也很不规则.软阔类次之，它保留了原始林的某些特征，再加上对其采伐一般采用间伐，而后种植桉树或其他树种，所以形状也较不规则.而杉木、经济林和竹林多为人工营造的林分，形状相对规则.
由此可见，非林地斑块平均面积最大，远大于其它景观类型，原因是研究区域的居民点、天然水库、湖泊等属于非林地，这些景观类型的面积较大，从而使平均面积增大.在森林景观中，松树类、桉树类和灌木类斑块平均面积较大，斑块平均面积大于22 hm2.杉木类和阔叶树类斑块平均面积偏低，竹林类斑块平均面积最小.竹类的分维数最大，主要原因是其基本上成点状分布，形状不规则，复杂程度较高.
景观斑块特征分析结果，在森林景观中，松树类形状最不规则，其余景观类型的分维数都比较高，显示出该区域森林景观破碎化程度较高.
3.1.3 景观斑块数量特征分析
从8类景观要素斑块面积特征(表1)可以看出，全林区8种景观要素类型斑块总数为973个，斑块总面积为24 732.64 hm2.非林地、松树类、桉树类和阔
叶树类占总面积的93.36%，是该林区的主要森林景观要素，其斑块数由多到少依次为松树类、非林地、桉树类和阔叶树类，但差别不明显.平均斑块面积最小的为竹林和经济林.在各类森林景观要素中，松树类的斑块数最多且具有最大的总面积和最大的平均斑块面积，在整个景观中数量占绝对优势，是构成该林区森林景观基质的要素类型；同时，又有最大和最小的斑块面积，说明其斑块形状的差异最大.
3.1.4 景观粒级结构
景观粒级结构是指景观要素的粗、细粒结构，斑块在很大程度上受自然和人为干扰因素的影响，而粒级大小又取决于整个景观研究的尺度［5］.本研究把斑块体分为5级:小斑块(200 hm2)(表3).
