连城县森林资源景观要素变化分析

林荣标

摘要 对连城县2003年、2014年2期森林资源二类调查档案数据进行森林景观要素变化进行分析，结果表明：各景观要素斑块面积数量发生了显著变化，林地与非林地的面积保持相对稳定。研究时段各景观要素间发生了斑块异质相互转化，表现了森林景观在人为干扰下的恢复演替过程，总体景观异质性增强。

关键词 森林资源；景观要素；变化分析；演替；福建连城

中图分类号 S718.55 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）16-0136-03

森林景观生态研究是以森林及其相关的景观为研究对象，探讨其格局现状、形成原因、动态变化及趋势预测。森林生态是保护环境与发展经济的基础，21世纪可持续发展的首要问题是科学修复历史生态创伤，恢复森林自然生境，维护森林生态平衡。研究连城森林景观要素变化，以期掌握森林资源的动态特征，提供保护和合理利用森林生态资源的依据。

1 研究区概况

连城县位于北纬25°14′～25°56′，东经116°32′～117°10′，是福建西部的山地林区县，下辖8镇9乡，土地总面积257 924 hm2，森林覆盖率80.05%（2014年）。气候属中亚热带海洋性季风气候，植被为中国东部湿润森林区常年温暖阔叶林带，南岭东部常绿槠类林区，闽西博平岭常绿槠类阔叶林小区，主要乔木树种：针叶树为马尾松、杉木、柳杉、长苞铁杉、南方红豆杉等，阔叶树为甜槠、拉氏栲、南岭栲、红粟栲、石栎、青刚栎、樟树、木荷等。全县中山占32%、低山占32.5%、高丘占35.5%，海拔高度275～1 811 m，世界A级梅花山自然保护区内的“闽西第一峰”狗子脑（梅花峰）坐落在连城境内。

2 研究方法

2.1 数据来源与处理

2.1.1 数据来源。研究数据为连城县2003年、2014年2期森林资源档案二类调查地理信息系统数据和这期间的林业生产、征占用林地等。

2.1.2 数据处理方法。通过ArcGIS10.0软件把2003年、2014年2期森林资源二类调查地信数据转换成shapefile格式矢量数据，用ArcToolbox的融合工具把2期矢量数据分别按地类或优势树种相同的相邻小班进行融合处理，生成融合后的2003年、2014年2期森林景观要素斑块矢量数据，然后用Feature to Raster工具将2期融合后的矢量数据栅格化（栅格大小10 m×10 m），最后将2期栅格数据导入Fragstats中进行景观指数计算。用联合工具把融合后的2期森林景观要素斑块矢量数据进行空间叠加计算研究时段景观要素斑块转化数据[1-2]。

2.1.3 保持研究区范围一致性的处理。因2010年林地落界县界调整和梅花山自然保护区（在连城县界内有10 865 hm2）管理的特殊性，因此在数据处理时先利用ArcToolbox的融合工具提取不含梅花山保护区的2014年研究区界，再去裁剪2003年的数据图层，以确保2期数据图层研究区域一致性。

2.2 景观要素划分

根据研究目的，以地上覆盖特征和森林资源调查地类、植被分类的依据，按地类、优势树种2个因子把研究区划分为马尾松林、杉木林、其他针叶林、阔叶林、竹林、经济林、疏林地、灌木林地、未成林造林地、苗圃地、无立木林地（包括采伐迹地、火烧迹地、宜林荒山荒地、林业辅助生产用地）和非林地12种景观要素[3]。

2.3 景观指数分析

本研究主要从景观斑块的面积、数量、边界形状、空间分布上着手，选取景观要素斑块面积比重、斑块数比重、斑块平均面积（MPSi）、优势度（Di）、分维度（FDi）、斑块密度（PDi） 和边缘密度（EDi）7个指数进行2期森林景观要素分析，计算公式如下[4-5]：

2.4 区域景观要素相对变化分析

引用土地利用变化區域差异模型，用单一景观类型相对变化率来反映区域景观要素面积变化的差异。区域景观要素相对变化率（Ri）计算公式如下[6-8]：

式中，Kai、Kbi分别为区域第i类景观要素研究时段期初与期末的面积，Cai、Cbi分别为全区第i类景观要素研究时段期初与期末的面积。当Ri>1时则表明该区域的第i类景观要素的面积变化较全区大。

3 结果与分折

3.1 景观要素组成结构

从图1和表1可知，在研究区景观格局中，最大的景观要素是马尾松林，其次是非林地。2003—2014年林地与非林地的斑块面积相对较稳定，2期对比2014年林地面积只减少13.95 hm2。2期各景观要素斑块面积比例除马尾松林、非林地、苗圃地的位序不变外，其他都发生较大变化，表明各景观要素斑块面积数量变化显著。景观斑块面积增加的有竹林、阔叶林、经济林、疏林地、苗圃地和非林地，其中竹林增量最多，占整体景观的3.5%；其次是阔叶林，占2.39%。斑块面积减少的有马尾松林、杉木林、无立木林地、未成林造林地、灌木林地和其他针叶林，其中马尾松林减量最大，占整体景观的3.04%；其次是杉木林，减少2.43%。在2003—2014年11年间，马尾松林、杉木林、灌木林地、无立木林地、非林地的优势度在减少，表明在景观中的作用在减弱；其他景观要素的优势度都在增大，其中竹林、阔叶林、经济林、疏林地的优势度有较大的增加，表明在景观中的作用在增强。但马尾松林、非林地的优势度仍为24%以上，远大于其他景观要素，对研究区森林景观的控制作用占居主导地位。

3.2 景观斑块特征变化

从表2可知，2003—2014年平均斑块面积只有疏林地和苗圃地是上升增加，其余都表现下降减少；斑块密度仅疏林地和苗圃地下降，其余都为上升；边缘密度则表现为阔叶林、竹林、经济林和苗圃地是下降，其余为上升。说明马尾松林、杉木林、其他针叶林、未成林造林地、灌木林地、无立木林地、非林地的部分大斑块被分割蚕食转化，斑块数增加，破碎度增大，异质性增强；阔叶林、竹林、经济林的斑块数量的增加与合并，部分小斑块的消失，使景观要素规模不断扩大，边缘密度减少；疏林地斑块总体规模扩大，破碎度减小，异质性减弱，但边缘密度增大表明与其他异质斑块的信息交换加强；苗圃地斑块形状最简单较规整，破碎度和异质性减小。主要是在研究时段研究区建设用地不断增大、经营性林木采伐，和大力扶持发展竹业、果树、油茶产业等人为因素综合影响，景观斑块发生了活跃、丰富的物质交换即景观异质斑块的转化。2期各景观要素斑块的分维度大部分都在1.31～1.49之间，只有苗圃地是1.1左右，2期间变化都差异不大，表明景观要素的转化虽然是人为因素，但斑块的形状还是取决于自然地形地貌。

3.3 景观面积迁移变化

景观面积转移矩阵可反映景观迁移变化的特征与方向。从表3可知，各景观要素斑块发生相互转化，总体结果马尾松林减少7 510.8 hm2，杉木林减少5 997.7 hm2，其他针叶林减少157.0 hm2，阔叶林增加5 903.0 hm2，竹林增加8 657.7 hm2，经济林增加924.7 hm2，疏林地增加853.0 hm2，灌木林地减少218.7 hm2，未成林造林地减少428.0 hm2，无立木林地减少2 058.4 hm2，苗圃地和非林地少量增加。马尾松林、杉木林的斑块面积向其他景观要素斑块迁出的面积最大，分别达10 453.38、7 668.18 hm2，主要是向竹林、阔叶林迁移。马尾松林向竹林、阔叶林的面积迁移比例为37.2%、20.9%，杉木林向竹林、阔叶林的面积迁移比例为47.2%、19.1%，这主要是由于林木采伐利用，特别是福建省自2010年11月开始，停止天然阔叶林的采伐和天然针叶林的皆伐，转变采伐方式改皆伐为择伐，择伐只采伐马尾松、杉木等针叶树，伐后林分生长空间、光热条件得到很的好改善，促进了保留树种的生长，使林分演替成阔叶树、毛竹等占优势的林分，另外2005年研究区开始大面积引种桉树加大人工阔叶林的比例，因此阔叶林、毛竹林的增加在景观中表现最大。疏林地的增加与择伐“拔大毛”和火烧迹地水土流失严重立地质量差有关。无立木林地从2011年全省大造林后大幅减少。

3.4 景观变化区域差异

从表4可知，不同乡镇各景观要素的面积相对变化率有显著差异。结合图2可知，马尾松林面积相对变化率较全区大的乡镇是姑田、塘前、四堡；杉木林面积相对变化率较全区大的乡镇有揭乐、庙前、赖源、宣和，且变化面积都为负增长，主要原因是塘前、揭乐、赖源为采伐利用，四堡、庙前为森林火灾，姑田、宣和2种皆有。竹林面积减少相对变化率最大是莲峰镇，经济林面积减少相对变化率较大是莒溪、莲峰、林坊，因莲峰镇是县城所在地，林坊与莲峰相邻是城郊，区位发展需要，这2个乡镇的竹林、经济林的面积减少都是被征用为建设用地，莒溪镇是研究区20世纪80年代柑桔种植大镇，后来因树体老化效益低，大部都报废转化成阔叶林、非林地等；竹林面积增长较大乡镇有赖源、姑田、莒溪、塘前，该4个乡镇是研究区毛竹生长的主要分布区；经济林面积增长较大乡镇有北团、罗坊、四堡、文亨，其中北团、文亨种植的主要经济树种是油茶，罗坊乡是茶叶，四堡乡是研究区水蜜桃之乡，果树产业发展较好。赖源乡、莒溪镇是研究区的主要林区乡镇，其非林地面积减少量大，主要原因是山区劳动力流向城市，出现大量长期荒废的坡耕地、山脚农地，经自然飞仔、毛竹扩鞭，更新为马尾松、阔叶树林分和毛竹林；非林地面积增加较大是朋口、文亨、林坊、莲峰、隔川、北团、姑田7个乡镇，是研究区的南北和东南的交通带，人口密集，研究时段新建了赣龙铁路、G76夏蓉高速、G25长深高速和省204线改建，及朋口工业区、连城县工业园、城镇化建等，使这7个乡镇有较多的林地转化为建用地。

4 结论

（1）2003—2014年，研究区林地与非林地的斑块面积相对较稳定，11年间林地面积只减少13.95 hm2。各景观要素斑块面积数量发生了显著变化，全区减幅最大是马尾松林减少7 510.8 hm2，其次是杉木林减少5 997.7 hm2；增幅最大是竹林增加8 657.7 hm2，第二为阔叶林增加5 903.0 hm2，其他景观要素的面积都有不同程度的增減变化。

（2）研究区森林景观要素受人为干扰，2003—2014年各景观要素间发生了斑块异质相互转化，表现了森林景观在人为干扰下的恢复演替过程，总体景观异质性增强。研究区各景观要素斑块的分维度变化差异不大，斑块的形状主要取决于自然地形地貌。

（3）对于能带来较高林副产品收益以及处于城镇、交通等区位上的森林景观最容易受到人为干扰。研究区赖源乡、莒溪镇是主要林区乡镇，森林资源丰富，表现增长趋势；朋口、文亨、林坊、莲峰、隔川、北团、姑田7个乡镇是研究区的南北与东南的交通带，受人为干扰较多，森林资源表现下降趋势；受市场和政策影响，北团、罗坊、四堡、文亨4个乡镇经济林面积增加较大，赖源、姑田、莒溪、塘前4个乡镇竹林面积增长较大。

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