廣東西樵山國家森林公園景觀格局分析及優化

2024年2月25日發(作者：宋曉林)

Urban and Rural Green Space ConstructionDOI：10.12233/.2023.04.003廣東西樵山國家森林公園景觀格局分析及優化Analysis and Optimization of Landscape Pattern of Xiqiao Mountain National Forest Park in

Guangdong Province羅皓 趙慶＊ 張凌宇LUO Hao，ZHAO Qing＊，ZHANG Ling-yu

摘要：城郊森林公園是提升大眾福祉、發揮生態功能的載體。以廣東西樵山國家森林公園為研究對象，運用ArcGIS軟件和Fragstats軟件對其景觀格局進行分析。結果表明，風景林是公園景觀的基質（PLAND =67.84%），道路廊道將其與用材林、建筑和水體3種主要景觀類型進行串聯；公園各景觀類型的破碎化程度不同，斑塊形狀均較為規則（MSI值為1.41~2.12；MPFD值為1.10~1.24）；公園的景觀多樣性較低（SHDI=1.31），斑塊空間分布不均（SHEI=0.53），斑塊形狀較為復雜（LSI=22.83），各功能分區的格局特征差異明顯。城郊森林公園的經營應嚴格控制人為干擾影響，提高公園景觀多樣性，注重斑塊類型、功能分區和整體景觀格局的優化。關鍵詞：城郊森林公園；西樵山國家森林公園；景觀格局中圖分類號：TU986文獻標志碼：A文章編號：1671-2641（2023）04-0013-05收稿日期：2022-08-19修回日期：2022-11-16Abstract： Suburban forest park is the carrier of improving public

welfare and giving full play to ecological function. Taking Xiqiao

Mountain National Forest Park in Guangdong Province as the

rearch object, the landscape pattern is analyzed by using ArcGIS

software and Fragstats software. The results show that scenic

forest is the matrix of the park landscape (PLAND = 67.84%), and

the road corridor connects it with three main landscape types of

timber forest, building and water body. The fragmentation degree

varies across the park's landscape types, and patch shapes are all

relatively regular (1.41~2.12 for

MSI, 1.10~1.24 for

MPFD). The park

has low landscape diversity(SHDI=1.31), uneven spatial distribution

of patches(SHEI=0.53), relatively complex patch shapes(LSI=22.83),

and significant differences in the pattern characteristics of the

functional zones. The management of suburban forest park

should strictly control the impact of human disturbance, improve

landscape diversity, and pay attention to the optimization of patch

types, functional zoning and overall landscape words： Suburban forest park; Xiqiao Mountain National Forest

Park; Landscape pattern城郊森林公園是位于城市（城鎮）及其周邊，以森林景觀為主體，生態環境良好，休憩健身設施完善，開展公眾游覽、休憩、健身、科普、文化等活動的戶外特定區域。森林健康是指森林生態系統既能滿足人類合理需要，又能維持其多樣性和穩定性[2]。以往研究多通過構建“活力-組織結構-恢復力”評價模型，評估森林生態系統在林分、景觀、區域尺度的健康狀況。但這些研究很難定量分析森林和非森林景觀、森林景觀內部要素之間的差異。景觀格局是景觀形狀、大小以及數量等各要[3][1]的整合。而綜合考慮多種景觀類型，有利于合理規劃土地，實現生態系統穩定可持續發展[13]。因此，本文以廣東西樵山國家森林公園為研究對象，基于不同景觀類型分析其景觀格局，為森林景觀健康評價提供研究基礎。1 材料與方法1.1 研究區概況西樵山國家森林公園位于廣東省佛山市南海區的西素在空間上的排列和組合，能夠充分體現景觀異質性[4]。南部（22°55′~22°57′N，112°56′~113°0′E），占地面積約因此，開展森林景觀格局研究，能夠更客觀、精細地刻景觀格局研究的內容包括景觀要素的形態、空間結構關系和空間構型分析等[6]，研究方法主要有景觀指數法和空間統計學法[7]，研究尺度涉及區域宏觀尺度、景觀中觀尺度、鄉鎮或社區的微觀尺度[8]。針對城郊森林公園景觀格局的研究，主要從區域宏觀尺度[9]和景觀中觀尺度[10]開展，采用景觀格局指數法分析景觀格局特征[11]和演變特征[12]，著重分析林地景觀，缺少對其他景觀類型1 304.84 hm2。公園地處南亞熱帶季風氣候區，冬暖夏量1 638.5 mm。園內植被豐富，植被類型多為亞熱帶常綠林，植物種類多達800余種[14]。園區由生態培育區（A區）、風景游賞區（B區）、居民社會生活區（C區）、服務接待區（D區）四大功能區組成（圖1）。畫森林生態系統的完整性、穩定性和健康狀況[5]。目前，涼，四季溫和，雨量充沛，年均氣溫21.8℃，年均降雨1.2 數據來源以西樵山國家森林公園2021年10月13日的Google

Earth遙感影像圖（分辨率為0.30 m）為基礎數據源，經2023年第4期 Vol.45/215Copyright?博看網. All Rights Rerved.

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城鄉綠地建設過幾何校正、圖像配準后，參照《國土空間調查、規劃、用途管制用地用海分類指南（試行）》分類標準[15]，通過目視解譯法①在Arcgis10.5中完成圖像解譯，結合實地考察中利用RTK測量儀（合眾思壯G960，北京合眾思壯科技股份有限公司）所建立的100個解譯標志，對解譯成果進行核驗，核驗精度達到95%以上。實地考察時間集中在2022年4—5月，經過3次為期4天的野外調查，根據公園各景觀的功能特點，劃為農田、草地、水體、林地及建設用地5類景觀。因研究區農田、草地和水體的面積較小，而林地與建設用地是最主要的兩類景觀，因此將其進一步劃分，最終確定12種景觀類型（表1，圖2）。

NP值和PD值越大，則破碎度高且異質性越強。公園各景觀類型的破碎化程度不同，建筑破碎化程度最高（NP=162個，PD =12.42個/100 hm2），其空間分布零散，受人為干擾程度強。此外，與湖南[7]、遼寧[12]等同類城郊森林公園景觀斑塊邊緣變化小且規則（MPFD值接近1）類似，西樵山國家森林公園各景觀類型斑塊形狀（MSI值為1.41~2.12，MPFD值為1.10~1.24）也較為規則，由此表明隨著人類活動逐漸增強，城郊森林公園受人為干擾強度較大。LSI反映不同類型斑塊的邊緣情況。防護林的LSI值（3.15）最小，表明其邊緣效應較弱，受到較為嚴重的人為干擾。就廊道密度CD而言，建筑、廣場、景觀與管理設施的值較高，說明建設用地大多景觀類型的可達性較高；林地的值較低，特別是風景林（0.64 km/hm2），因此可適當加大對森林公園林內道路的開發力度。1.3 研究方法以西樵山國家森林公園遙感影像圖為底圖，利用Arcgis10.5將公園景觀類型分類結果矢量化，通過實地考察確定廊道、斑塊的類型與邊界，運用Fragstats4.2提取面積、周長等基本信息。

景觀格局指數反映景觀組成單元的空間配置特征[16]。基于前人研究成果[6~8]，從類型水平和景觀水平，選取廊道長度（CL）、廊道寬度（CW）、廊道面積（CA）、廊道密度（CD）、斑塊數量（NP）、平均斑塊面積（MPS）、斑塊密度（PD）、斑塊面積（PA）、斑塊面積占比（PLAND）、最大斑塊指數（LPI）、平均斑塊形狀指數（MSI）、平均分維度（MPFD）、景觀形狀指數（LSI）、香農多樣性指數

等指數進行分析（表2）（SHDI）、香農均勻度（SHEI）。2 結果與分析2.1 廊道特征廊道是起物質和能量傳輸、引導交通等作用的線性空間[17]。西樵山國家森林公園的道路總長124.44 km，具有交通和輸導作用，因此為公園的主要廊道。道路由車行道和人行道組成，寬度差異大、結構明顯，CD值為2.17 km/hm2（表3），表明路網密度合理，能有效組織游覽路線[18]。

圖1 西樵山國家森林公園功能分區圖2.2 斑塊特征基質是景觀中面積最大、連續性最好的景觀要素類型[17]。西樵山國家森林公園林地面積占比76.74%，其中風景林面積最大（PA=885.25 hm2），用材林（PA=65.94 hm2）次之。建筑（PA=95.04 hm2）與水體（PA=61.14 hm2）的面積也較大。此外，風景林的MPS值（11.07）和LPI值（30.35%）均最大（表4）。由此可認為，風景林是公園景觀的基質，對整體景觀的控制作用最強；用材林、建筑和水體作為公園主要景觀類型，與風景林共同構成公園的大體骨架。圖2 景觀類型分布① 目視解譯是遙感圖像解譯的一種，是由專業人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息的過程。14Guangdong Landscape ArchitectureCopyright?博看網. All Rights Rerved.

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序號1表1

西樵山國家森林公園景觀類型二級分類農田一級分類農田具體描述種植水稻Oryza sativa、蓮藕（蓮Nelumbo nucifera）等水生農作物，實行水生、旱生農作物輪種的耕地，以及由人工灌溉，種植旱生農作物（含蔬菜）的耕地由人工種植，樹木郁閉度＜0.1，用于觀賞或游憩休息的草地，以及樹木郁閉度＜0.1，表層為土質、生長雜草的荒草地天然形成或人工開挖的河流與湖泊庫塘，以及由人工修建，用于引、排、灌的溝渠以保持水土、防風固沙、涵養水源、調節氣候、減少污染，改善生態環境和人類生產、生活條件為主要目的森林以生產木材和木纖維為主要目的的森林以生產除木材以外的果品、食用油料、飲料、調料，工業原料和藥材等林產品為主要目的的森林以美化環境，供人休息、游玩、欣賞自然景色為主要目的的森林以游憩、健身、紀念、集會和避險等功能為主的公共活動場地指居民住宅以及餐飲店、酒店等建筑物指森林公園中亭、廊、花架等休閑景觀設施，以及廁所、餐飲、小賣部、游客中心等管理服務設施指專門用于軍事目的、宗教活動或殯葬的場地主要指車行道路與步行道路23草地水體草地水體防護林用材林經濟林風景林廣場建筑4林地5建設用地景觀與管理設施特殊用地道路表2

主要景觀格局指數及其生態學意義指數廊道長度（CL）廊道寬度（CW）廊道面積（CA）公式———生態學意義影響物質、能量等傳輸的時間與距離影響內部生境的質量和物種的數量影響廊道內部的物質流、能量流和信息流等反映各景觀類型被分割和連接的程度影響斑塊內部物種的豐度、數量、食物鏈及其次生種的繁殖等反映斑塊類型的異質性反映斑塊類型的破碎化程度反映斑塊類型的異質性與破碎度反映斑塊類型在整體景觀中的優勢地位 CD=CL/CA廊道密度（CD）斑塊面積（PA）斑塊數量（NP）平均斑塊面積（MPS）斑塊密度（PD）斑塊面積占比（PLAND）——MPS=PA/NPPD=NP/A最大斑塊指數（LPI）LPI=amax

/A確定景觀中的優勢斑塊類型，間接反映人類活動干擾的方向和大小平均斑塊形狀指數（MSI）反映斑塊形狀的復雜程度平均分維度指數（MPFD）反映斑塊形狀的復雜程度景觀形狀指數（LSI）反映總體景觀或不同類型斑塊的邊緣情況香農多樣性指數（SHDI）反映景觀類型的多少和各景觀類型所占比例的變化香農均勻度指數（SHEI）反映景觀各斑塊類型數目或面積分布的均勻程度注：A為景觀總面積；aij代表第i類景觀類型中第j個斑塊的面積；N為景觀斑塊的總數目；n為某景觀類型所擁有的斑塊總數目；amax指某一種景觀類型中最大斑塊的面積；Pij代表第i類景觀類型中第j個斑塊的周長；eik代表景觀類型i和k之間的景觀邊緣總長度；m為景觀類型總數；Pk為景觀類型k所占面積的比例。Copyright?博看網. All Rights Rerved.

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2.3 各功能區景觀格局分析西樵山國家森林公園的A區以生態保護功能為主，B區兼具生態保護和游憩利用功能，兩區斑塊形狀相對復雜，所受人為干擾強度較小。C區與D區多為住宅、商業服務和公共服務用地，以服務居民社會生活和接待游客的游憩利用功能為主，CD值相對較高（表5）。由此可知，公園按照不同功能區主導功能的差異進行了合理布局。D區作為游客出入口、重要景觀打造區域，其景觀多樣性最高（SHDI=1.92，SHEI=0.87），景觀的配置分布較均勻（LSI=8.60）。而A區作為森林生態保護和修復區域，存有大面積成片林地，因此該區景觀多樣性相對較少，優勢斑塊最明顯（LSI=18.38），斑塊空間分布不均。以上表明，今后森林公園的景觀保護和提升建設還需加強各區之間的聯系，注意功能區內不同景觀類型的均衡性。調手段，均衡利用林地與其他景觀類型，以改善公園整體景觀的多樣性。3 結論與討論3.1 結論西樵山國家森林公園在空間分布上表現為景觀斑塊（用材林、建筑、水體等）鑲嵌在基質（風景林）當中，并由道路廊道串聯，形成了較為完整的“斑塊-廊道-基質”景觀結構。公園各景觀類型的破碎化程度不同，但平均分維度較低，受人為干擾影響較大。公園景觀格局總體呈現為景觀多樣性較低，斑塊空間分布不均，斑塊形狀較為復雜的特征，各功能分區的格局特征差異明顯，主導功能劃分合理，但各區景觀連通性不足。城區高密度的人口和擁擠的生活環境刺激了居民的自然休閑需求，城郊森林公園成為市民休閑游憩的選擇[19]。但游客人數的增加影響了現有自然景觀，一定程度上導致公園水體、風景林、用材林的斑塊數量大，斑塊密度高，破碎化程度強。同時，公園管理處為提高單位土地的使用效益，常采用土地集約利用方式，但過度集約化會簡化景觀結構的復雜性[18]。西樵山國家森林公園各景觀類型MPFD在1.10~1.24，斑塊形狀均較為規則，這主要受趨于集約的土地利用方式的影響。與上海[8]、福建[10]等城郊森林公園在影響因素方面類似，人為因素深刻影響著森林公園景觀格局的變化。目前較多研究基于土地分類和優勢樹種的角度，將林地分為純林、混交林、竹林、灌木林等類型進行景觀格2.4 景觀格局總體特征分析分析西樵山國家森林公園的整體景觀格局（表6）得知，公園斑塊形狀較為復雜（LSI=22.83），但景觀多樣性較低（SHDI=1.31），斑塊空間分布不均（SHEI=0.53）。這主要受林地的影響，面積最大的風景林聚集于公園中心區域，其余林地類型面積小且分散于公園邊界附近。此外，公園CD值較低，主要由于道路集中分布在生態培育區和風景游賞區的中心位置，缺少與公園邊界區域的連接。因此，除了注重對林地景觀斑塊結構完整性的管理，還需提升林地景觀的多樣性，并通過合理布置道路的協表3

廊道特征CW/m車行道路人行道路小計3.50~12.000.90~1.50CL/km88.9735.47124.44CA/hm253.314.0657.37CD/（km/hm2）1.678.742.17局研究[11~12]。但此類劃分方法所得結果多停留在景觀特征描述方面，缺少與景觀功能的聯系，不能對城郊森林公園如何發揮和利用森林景觀功能提供可行建議。因此，本文從景觀功能的角度將林地分為防護林、用材林、經濟林、風景林，更有助于森林資源的功能化管理和經營。表4

斑塊類型特征景觀類型農田草地水體防護林用材林經濟林風景林建筑廣場景觀與管理設施特殊用地NP/個42PA/hm227.3711.1761.146.8265.9443.42885.2595.0413.089.3228.92MPS/hm20.650.590.531.360.810.9011.070.590.310.160.76PD/（個/100 hm2）PLAND/%LPI/%3.221.468.890.386.213.686.1312.423.224.602.912.100.864.690.525.053.3367.847.281.000.712.220.630.261.410.261.000.6830.351.120.190.301.18MSI1.762.121.751.552.011.831.771.851.861.412.09MPFD1.151.241.141.101.211.161.231.201.151.131.20LSI8.957.1715.493.1513.6111.5214.0616.2211.587.739.63CD/（km/hm2）1.431.262.140.241.011.770.641.792.622.291.1816Guangdong Landscape ArchitectureCopyright?博看網. All Rights Rerved.

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功能分區ABCD表5

不同功能區景觀指數對比分析NP/個59325126258PA/hm2949.68221.94112.5420.66MPS/hm21.600.880.430.36PD/

（個/100 hm2）62.44113.09232.80280.68LPI25.6619.7512.0815.48MSI2.172.422.002.19MPFD1.231.221.201.20LSI18.3817.2915.098.60SHDI1.051.231.751.92SHEI0.420.500.730.87CD/（km/hm2）0.741.291.931.90表6

整體景觀格局分析類別數值[2]羅鵬飛，江海斌，譚尹豪，等. 基于主成分分析與系統聚類的森林健康評NP/個722PA/hm2LSI22.83SHDI1.31SHEI0.53CD/（km/hm）0.102價研究[J]. 林業與環境科學，2021，37（5）：69-75.[3] ZHAO Q，TANG H H，GAO C J，et al. Evaluation of urban forest landscape

health: a ca study of the Nanguo Peach Garden, China[J]. iForest - Biogeosciences

and Forestry，2020，13（3）：175-184.[4]葉俊，康思奇，傅根深，等. 基于衛星遙感的城市綠地景觀格局變化研究進展[J]. 測繪通報，2022（3）：23-27.1 304.843.2 優化建議西樵山國家森林公園的景觀格局優化，首先需降低景觀破碎化程度，增加斑塊的完整性。例如，合并具有相同功能且距離較近的建筑，縮減建筑斑塊的數量，為游人提供合理、有效的集散空間；減少水體景觀周邊人造景觀的建設，串聯相鄰水體，使其生態功能得到充分發揮；在林地邊緣增加疏林或灌叢草地等人工植被景觀斑塊，強化邊緣效應，豐富原有景觀。其次，減少不同景觀的分離度，提升內部景觀連通性。適當減少居民社會生活區和服務接待區內景觀的分離度，提升生態培育區和風景游賞區內部景觀的連通性，并加強各功能分區之間的溝通與聯系，實現景觀綜合價值的最大化。最后，重視不同景觀類型的均衡利用，增加斑塊分布的均勻度，強化景觀系統的多樣性。在保證土地集約利用的同時，加強對各類景觀的管理和分類，不隨意減少和破壞景觀類型，采取豐富植被多樣性、增設景觀設施等措施改善景觀的多樣性，以更好地發揮城郊森林公園生態保護、休閑游憩的綜合功能。[5]孟超，王計平，支曉蓉，等. 鄉鎮尺度森林景觀格局特征與影響因素定量分析[J]. 農業機械學報，2019，50（3）：212-220.[6]翁燕萍，陸金森，魏緒英，等. 基于ArcGIS的南昌市象湖濕地公園景觀格局分析[J]. 江西農業大學學報，2018，40（3）：561-569.

[7]曹瑜娟，陳亮明，陳冬洋. 湖南嘉義森林公園森林景觀格局分析[J]. 中南林業科技大學學報，2016，36（6）：117-123.[8]張凱旋，范雯，陳圣子. 郊野游憩資源開發背景下的上海城市森林景觀格局動態[J]. 資源開發與市場，2019，35（1）：32-37.[9]李曉曼，谷康. 揚州市中心城區綠地空間格局優化策略研究[J]. 廣東園林，2018，40（4）：36-44.[10]肖以恒，朱曉玥，楊春霞，等. 基于RS與GIS的旗山森林公園景觀格局變遷分析[J]. 西南林業大學學報（自然科學），2017，37（4）：140-149.[11]任煜堃，唐代生，文敏. 湖南望云山森林公園林地景觀空間格局研究[J].

西南林業大學學報（自然科學），2017，37（4）：150-155.[12]劉平，鄒臣丹，劉紅民，等. 基于LANDIS模型的關門山國家森林公園景觀動態變化研究[J]. 沈陽農業大學學報，2021，52（1）：62-69.[13]趙芳芳，孫桂麗，吉小敏，等. 天山大峽谷國家森林公園土地景觀格局及生態風險分析[J]. 新疆農業科學，2022，59（3）：735-743.[14]傅俊杰. 西樵山風景名勝借景研究[D]. 廣州：華南理工大學，2020.[15]寧晶. 將分類指南貫穿自然資源全生命周期管理——《國土空間調查、規劃、用途管制用地用海分類指南（試行）》解讀[J].資源與人居環境，2020（12）：14-17.[16]鄔建國. 景觀生態學：格局、過程、尺度與等級[M]. 北京：高等教育出版社，2007.[17]王瑛，陳北光，張璐. 廣州越秀公園景觀格局分析[J]. 華南農業大學學報，2008（1）：68-72.[18]謝念斯，劉勝華. 廣州市城市綠地空間格局及其關聯性分析[J]. 生態科學，2019，38（3）：55-63.[19]張凱旋，施佳穎，孟陳. 2000—2018年上海顧村郊野森林公園景觀格局演變及其影響因素研究[J]. 西南林業大學學報（自然科學），2020，40（3）：139-147.3.3 研究展望本研究采用斑塊類型、景觀2個級別的景觀指數反映了單一時空尺度下西樵山國家森林公園的景觀格局特征，而如何利用城郊森林公園不同時期的遙感影像圖分析景觀格局動態演變特征及其驅動因素，以深入揭示景觀格局作用機制，有待進一步研究。此外，后期還需進一步基于生態保護、游憩利用等景觀功能，對斑塊與廊道進行細化分類，以精準識別景觀格局特征，實現景觀與生態協同的最優格局。注：圖片均為作者自繪作者簡介：羅皓/1993年生/男/重慶人/博士/廣東省林業科學研究院（廣州 510520）/工程師/研究方向為風景園林規劃與設計（＊通信作者）趙慶/1985年生/男/浙江金華人/博士/廣東省林業科學研究院（廣州

510520）/正高級工程師/研究方向為城市林業、風景園林/E-mail: zhaoqing@參考文獻：[1]陸楊. 中小城市城郊森林公園景觀功能拓展研究[D]. 荊州：長江大學，2021.張凌宇/1990年生/男/黑龍江綏化人/博士/廣東省林業科學研究院（廣州 510520）/工程師/研究方向為森林可持續經營Copyright?博看網. All Rights Rerved.

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