風景園林下森林景觀格局研究

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了風景園林下森林景觀格局研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：隨著科技的進步與遙感技術的成熟發(fā)展，遙感技術已經(jīng)廣泛應用于森林景觀格局研究領域中，近年來取得了較為顯著的研究成果。為進一步提升我國森林景觀格局的研究水平，從森林景觀分類、森林景觀驅(qū)動因素分析、森林景觀演化模擬與預測分析3個方面較為詳細地介紹了森林景觀格局研究進展，基于風景園林視角下對未來森林景觀格局研究提出展望。

關鍵詞：森林；景觀格局；驅(qū)動因素；模擬預測

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，全球變暖、土地荒漠化、人居環(huán)境惡化等一系列問題層出不窮。與此同時，人們的生活水平不斷提高，對優(yōu)質(zhì)環(huán)境的期盼日益強烈。因此，生態(tài)環(huán)境和人類生存、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展成為當今人民群眾在新時代持續(xù)關注的熱點內(nèi)容之一。森林作為自然景觀中重要的部分，在實現(xiàn)發(fā)展與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一上發(fā)揮著不可替代的作用。森林在景觀生態(tài)方面扮演著極其重要的角色，在維持全球生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、減少洪澇等自然災害方面起著極為重要的作用。森林可以吸收二氧化碳，釋放氧氣，不僅能優(yōu)化空氣質(zhì)量，還可以有效緩解城市熱島效應；同時，它還能夠阻滯酸雨，吸附粉塵。要改善城市生態(tài)環(huán)境，應將森林納入可持續(xù)發(fā)展建設之中。因此，森林景觀格局及其相關內(nèi)容成為研究的熱點，也成為景觀生態(tài)學研究的重點方向之一[1]。景觀格局包含景觀組分的數(shù)量構成及空間組合與分布特征，是某一區(qū)域內(nèi)多種生態(tài)系統(tǒng)類型的聚合[2]。因此，景觀結構的動態(tài)變化受到自然存在與人為活動景觀要素之間的相互作用、相互制約的影響。

1森林景觀格局研究進展

自從1990年肖篤寧[3]發(fā)表了《沈陽西郊景觀結構變化的研究》后，我國景觀格局研究才有了較大的進展。我國對于景觀格局的研究主要利用遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術與景觀指數(shù)相結合的方法，進行定量與定性的分析。

1.1森林景觀分類

確立森林景觀分類體系是景觀格局分析的基礎，劃分森林景觀類型時，應該以森林景觀的不同地表覆蓋特征以及各類用地用途作為分類依據(jù)。研究者們根據(jù)其分類類型的確立，從而確定各個類型景觀組分的構成及空間組合與分布特征，為后續(xù)分析研究區(qū)域森林景觀格局提供了基礎數(shù)據(jù)。因此，外表特征及用途是劃分景觀格局類型的重要依據(jù)，根據(jù)研究區(qū)域的場地特征和研究目的，結合國家分類系統(tǒng)的分類要求，可以對部分土地分類的劃分標準稍作調(diào)整。例如俞飛等[4]將天目山林區(qū)景觀歸并為生態(tài)林、竹林、山核桃林、香榧林、茶園、建筑用地、道路、耕地、水域和裸地10種景觀類型組成。王彤[5]在其研究區(qū)域森林景觀進行類別劃分時，根據(jù)森林景觀齡組劃分為幼齡組、中齡組、近熟林、成熟林、過熟林，還根據(jù)其森林景觀立地類型特征劃分了10類。蘇凱等[6]根據(jù)一級生態(tài)系統(tǒng)分類體系，將東北森林帶劃分為森林、草地、濕地、農(nóng)田、人工表面和其他用地六大用地類型。按照國家最新頒布的分類文件要求，結合研究區(qū)域的森林資源的具體特征，再進行分類類型調(diào)整，劃分出合適的森林景觀類型。確立森林景觀分類體系之后，利用遙感圖像處理軟件（ENVI）提取各類森林景觀類型斑塊進行圖形分類，隨后進行圖像分類處理，以及精度驗證等。

1.2森林景觀驅(qū)動因素分析

在不斷發(fā)生動態(tài)變化的自然環(huán)境與人為活動下，森林景觀格局總是處于變動狀態(tài)。在這個動態(tài)變化的過程中，所有類型的自然和人類活動誘導的變化主要聚焦于景觀類型的形式變化。肆意地使用和過度依賴自然資源來滿足人類生存與各種需求時，對生境穩(wěn)定性、生物多樣性及自然資源管理與保護方面產(chǎn)生了相當大的壓力。這個壓力是一把雙刃劍，可能帶來負面的影響，抑或帶來積極的影響，影響其物質(zhì)流、物種流、能量流等生態(tài)學過程。目前，景觀格局驅(qū)動因素分析具有兩化（定量化和模型化）發(fā)展趨勢，并且基于輔助不同理論的驅(qū)動因素模型進行研究也比較多。郭少壯[7]使用了人為干擾指數(shù)模型與相關分析法，研究了1980－2015年秦嶺地區(qū)土地覆被變化及其驅(qū)動因素。孫月[8]用灰色關聯(lián)度理論模型，對福建海壇島景觀格局演變及驅(qū)動力進行研究。然而，運用不同理論模型在不同地區(qū)不同時段研究出的景觀格局變化主要驅(qū)動因素是不一致的。王繼夏等[9]使用RS和GIS相結合的方法，對寧陜縣長安河流域1999－2003年景觀格局變化與驅(qū)動力進行分析。結果表明，導致研究區(qū)景觀格局變化的驅(qū)動力因素有自然環(huán)境的約束作用、人類活動的干擾作用，以及政策導向作用。雷金睿等[10]綜合運用景觀動態(tài)變化分析、景觀格局指數(shù)分析和數(shù)理統(tǒng)計分析等方法，研究了海南島濕地景觀近30年來演變特點及其驅(qū)動機制。研究發(fā)現(xiàn)，影響濕地景觀發(fā)生變化的關鍵因素在于研究區(qū)人口總數(shù)、城市人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值以及漁業(yè)生產(chǎn)總值。同樣，這些因素也是導致人工濕地增加、自然濕地減少的變化，以及濕地景觀多樣性破碎化的主要驅(qū)動因素。WenWu等[11]探究了人類活動對中國東北地區(qū)森林景觀格局和鹿科動物棲息地的影響。景觀指標表明了平均斑塊面積下降，斑塊密度、邊緣密度都呈現(xiàn)增加的現(xiàn)象；最適宜的生境面積減少了4.86%，而不適宜的生境面積卻增加了11.3%，表明人為干擾將一些潛在的生境變成了不適宜的生境。YigezBelayneh等[12]研究調(diào)查了埃塞俄比亞FagitaLekoma區(qū)的森林覆蓋率變化及其背后的驅(qū)動力。研究表明，森林覆蓋率的增加是由于研究區(qū)人口的快速增長，對木炭的需求增加，為阻止土地退化以及提高土地生產(chǎn)力，大量種植金合歡（A-caciadecurrensWilld）或黑荊樹，導致森林覆蓋率變化的主要驅(qū)動力是人口數(shù)量因素。總體而言，景觀格局變化的驅(qū)動因素在時間、空間上面存在著潛在的規(guī)律，可以將景觀格局驅(qū)動機制概括為自然因素和人文因素兩大類。自然因素主要包括氣候、地貌、水文、土壤、植被等因子[13]，人文因素主要包括人為活動、人口分布、建設用地管理、消費能力、政策因素等。但是森林景觀格局發(fā)生的動態(tài)變化并不是一兩個驅(qū)動力所導致的結果，而是兩類因素的相關變量共同作用的結果。

1.3森林景觀演化模擬與預測分析

森林景觀模型，已經(jīng)成為一種了解大規(guī)模和長期景觀過程影響的工具[14]。在景觀格局演變與預測方面而言，空間馬爾科夫模型（Markov）和元胞自動機模型（CA）[15]2種模型能夠較為準確地模擬與預測出景觀格局動態(tài)變化。并且CA-Markov模型是近年來景觀格局變化模擬研究中應用較多的模型之一[16-17]。但是許多研究者為了提高模型模擬精度，會將CA-Markov模型與其他模型相結合，當然也有其他學者運用其他模型進行研究。隨著科學技術的不斷發(fā)展，遙感技術和GIS技術在景觀建模模擬預測研究方面越來越廣泛。許多研究者基于中國土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，采用Markov模型和基于地理模擬優(yōu)化系統(tǒng)的未來土地利用模擬模型，模擬預測森林景觀格局變化趨勢。蘇凱[6]對東北森林帶構建出MCE-CA-Markov模型，模擬2022年第9期現(xiàn)代園藝生態(tài)綠化2020年東北森林帶土地利用變化情況，2020年預測結果同2015年相比：發(fā)現(xiàn)森林面積減少，且森林面積主要轉出為草地和農(nóng)田；濕地面積明顯大幅度上升，人工面積有小幅上漲；說明了城市化進程、環(huán)境保護之間仍需加強管理。SnellRS[18]將動態(tài)森林景觀模型LandClim進行修改，以模擬瑞士的牧場林地景觀。該模型被用來更好地理解一年生的草本層、牛的選擇性采食以及放牧和樹木采伐之間的相互作用。解決了影響牧場規(guī)模的景觀模式出現(xiàn)的過程，以及如何使用該模型來估計當前和未來氣候變化和土地管理下生態(tài)系統(tǒng)商品和服務的供應。森林景觀規(guī)劃在未來規(guī)劃設計中日益重要，其中森林景觀模型可以提供有價值的援助?？梢酝ㄟ^森林景觀模型的展示，評估與預測這種管理措施，是否可能達到預期結果的驗證目標。了解森林對大空間范圍內(nèi)發(fā)生的干擾反應是生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)的短期/長期預測的關鍵，促進可持續(xù)森林資源管理的正確決策[19]。

2存在不足與展望

2.1存在不足

近年來，我國在遙感技術的基礎上多次進行了森林景觀格局研究分析，但相比于其他國家研究水平和研究深度還有較大差距。（1）我國研究者主要集中于對景觀格局演變研究及驅(qū)動因素上的研究，并且對于森林景觀格局分析仍停留在研究時間段內(nèi)動態(tài)變化結果的描述上。對于構建森林景觀演化模擬預測模型方面，對景觀生態(tài)學理論與可持續(xù)性發(fā)展規(guī)劃相結合沒有進行較為深入的研究。（2）在森林景觀模型中，主要對單個森林干擾進行了深入研究，很少研究多種干擾與森林景觀空間格局變化之間的相互作用。（3）沒有明確闡述景觀格局定量分析方法的選擇。在景觀格局需要定量分析的過程中，怎么定量，定哪個量，在分析過程和解釋當中都應該更加明確。如何保障景觀格局指數(shù)分析不是套數(shù)據(jù)，而是嚴謹邏輯上的思考與分析，這是在景觀格局分析當中需要考量的問題。

2.2展望

從研究內(nèi)容來看，森林景觀格局研究需要加強對森林景觀建設管理與森林景觀可持續(xù)性發(fā)展規(guī)劃之間的聯(lián)系，研究結果與結論要突出景觀生態(tài)學研究的應用價值。不僅僅是一項景觀格局指數(shù)分析，分析反映研究時間段內(nèi)的變化結果；更應該針對景觀格局出現(xiàn)的問題找出驅(qū)動因素，結合演化模擬與預測結果提出更為合理的規(guī)劃管理方案。從研究技術來看，現(xiàn)如今我國對森林景觀格局建模仍處于持續(xù)摸索前進的初級階段，應多學習相關的建構森林景觀模型與模型預測的思維與方法，再根據(jù)構建模型理論與研究區(qū)域的特征、研究方向相結合，構建出適合研究區(qū)域落實與應用的森林景觀模型。從研究實踐來看，我國研究者主要側重于對森林景觀格局演變研究與驅(qū)動力的分析，對于森林空間優(yōu)化結構的問題，從理論研究到落實規(guī)劃實踐上仍有差距。應該在演變特征及驅(qū)動因素的分析基礎上，根據(jù)研究區(qū)域的特點提出全面而詳盡的優(yōu)化策略，以指導未來規(guī)劃。

作者:胡伶 曹福祥 單位:湖南農(nóng)業(yè)大學風景園林與藝術設計學院