汪家军，兰朋涛，陶聪，金艳
（1.钱江源国家公园管理局，浙江 开化 324399；
2.浙江省测绘科学技术研究院，浙江 杭州 310030）
景观格局是自然生态系统中大小、形状、属性不一的景观要素（斑块）在空间上的分布与组合的一种称呼[1]，它决定着自然地理环境的形成、分布和组分，制约着各种生态过程，并与干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有着密切的关系[2-3]。景观格局动态变化分析是对景观格局随时间的变化在空间格局上发生的变化进行研究的一种方法，是景观生态学研究的核心内容之一[3]。景观格局动态变化分析被广泛应用于自然生态格局变化的调查和研究中，在生态系统和人类游憩活动中发挥着无可替代的作用，是景观生态学研究的重点和热点[4-13]。通过景观格局动态变化分析有助于发现景观格局潜在的变化及演变规律，揭示景观格局变化的影响机理，从而能够为自然保护区土地利用变化研究和未来土地合理利用提供基础性的理论依据[12]。
本文以2019 年和2021 年钱江源国家公园地理国情相关成果为基础，选取ArcGIS 10.2 和Fragstat 4.2 分析软件及景观指数分析法，分析园区的景观空间分布特征及其动态变化，旨在揭示其景观空间结构特征，为保护区的建设和后续的森林经营管理工作提供理论参考，对指导园区可持续经营、优化园区景观空间分布结构以及合理发挥生态经济效益具有重要的理论和实践意义。
钱江源国家公园地处浙江省开化县，与江西省婺源县、德兴市，安徽省休宁县相毗邻，地理坐标为28°54′30″～ 29°29′29″ N，118°01′15″～ 118°01′15″ E，面积约为252 km2，涉及齐溪镇、何田乡、长虹乡、苏庄镇4 个乡镇，共有人口9 744 人。2016 年，钱江源国家公园作为我国10 个国家公园体制试点区之一，是长三角经济发达地区唯一的试点区[15]。公园属中亚热带湿润季风气候区，四季分明，雨水丰沛，光照适宜，具有较显著的立体山地气候特征。公园主要保护对象是大面积低海拔中亚热带原始常绿阔叶林，是浙江乃至华东地区的生态屏障和水源涵养区，且景观资源丰富。
图1 钱江源国家公园地理位置Fig.1 Geographic position of Qianjiangyuan National Park
2.1 数据来源
本文以2019年和2021年开化县地理国情监测的土地覆被分类成果和钱江源国家公园保护区区划数据为基础数据，利用ARCGIS 10.2 软件对开化县土地覆被分类成果与保护区范围进行叠加分析，得到2019 年和2021 年保护区的土地利用分类成果。
本文结合实际情况，将研究区土地利用类型分为耕地、园地、灌木林、乔木林、草地、房屋建筑区、道路、建设用地、工矿用地、裸地、水域共11 种地类。以2021 年为例，园区内分布最广的是乔木林，面积占园区总面积的75%以上；
其次是灌木林和园地，在园区中部、南部区域都有大面积分布；
耕地和建设用地集中分布于园区中部，同时在中部区域还有少量工矿仓储用地分布，具体如图2 所示。
图2 2021 年钱江源国家公园土地利用空间分布Fig.2 Spatial distribution of land use in Qianjiangyuan National Park in 2021
2.2 研究方法
对景观格局进行定量分析并研究其动态特征，是理解景观格局和生态过程相互关系的基础。已有研究表明，不同景观类型在维护自然生境、自然资源完整性、生态系统结构与功能、生态系统演替等方面发挥着重要的作用[16]。为避免指标选取过多带来的重复性研究，根据以往学者的研究成果[4-17]，本研究从景观水平和类型水平两方面选取7 个景观格局指数分析研究区景观要素的数量、形状和空间分布等特征（表1），采用Fragstats 4.2软件展开分析。
表1 景观格局指数应用尺度、生态学意义及计算方法Table 1 Application,ecological significance and calculation method of landscape pattern index
3.1 土地利用类型变化分析
由表2 可知，钱江源国家公园的基质景观为林地和园地，2019 年和2021 年这二种土地利用类型占总面积的比例分别为92.54%和92.97%。2021 年相比2019 年，研究区草地、耕地和其他土地面积变化呈减少趋势，分别减少了0.26 km2、0.88 km2和0.05 km2；
其余用地类型面积呈现不同程度的增加趋势，其中林地面积增加了0.95 km2，工矿仓储用地增加了0.04 km2，不到林地面积增加量的5%，但因其2019 年面积总量仅为0.01 km2，动态度达到400%，远高于其他用地类型。
表2 2019 年和2021 年钱江源国家公园土地利用类型面积变化情况Tab.2 Changes of land use type and area in Qianjiangyuan National Park in 2019 and 2021
根据调查发现，导致土地利用发生变化的原因主要包括：（1）园区内按管控办法开展栖息地生态修复和生态公益林管理，森林覆盖率稳步增加，在一定程度上反映了园区在林业生态建设上所取得的成效；
（2）园内兴建公共管理、服务和交通、仓储和水利设施，导致公共管理与公共服务用地、交通设施用地、工矿仓储用地、水利设施用地和住宅用地等增加，这会对周边生态环境造成一定程度的破坏与污染。
3.2 景观格局变化分析
土地利用景观格局是指不同类型的大小、形状不一的土地利用斑块在空间上的排列，是景观异质性的具体表现[5]。本研究从类型水平和景观水平两方面对2019 年和2021 年钱江源国家公园土地利用景观格局特征进行分析，得出园区景观类型尺度指数变化情况（表3）和景观水平尺度指数变化情况（表4）。
表3 2019 年和2021 年钱江源国家公园景观类型尺度的景观格局指数变化情况Tab.3 Landscape pattern index changes in types in Qianjiangyuan National Park in 2019 and 2021
表4 2019 年和2021 年钱江源国家公园景观水平尺度的景观格局指数变化情况Tab.4 Landscape pattern index changes in level in Qianjiangyuan National Park in 2019 and 2021
3.2.1 景观类型尺度分析 景观基质是景观要素中范围最大，连通性最好的斑块要素，它对景观动态变化起着决定性作用。在钱江源国家公园内，林地和园地是主要景观类型，占研究区域总面积的92%以上；
2021 年的斑块数量（NP）和斑块密度（PD）较2019 年分别减少了43 个和0.17，说明园区景观异质性逐步降低，林地优势景观明显；
2021 年的景观形状指数（LSI）较2019 年减少了0.48，表明林地景观形状趋于简单，反映了景观形状的变化，整个园区林地景观持续向好。
园区内耕地的所有景观指数均呈现明显减少趋势，表明这几年耕地数量、破碎度均不断下降，体现了生态修复和生态公益林界定实施后对园区景观的正面促进作用。
林地、草地、园地、建设用地等土地景观类型的斑块数量（NP）和斑块密度（PD）均明显增加，表明这几类斑块人为干扰增加，土地边界破碎化程度和异质性增强；
从这些土地景观类型的景观形状指数（LSI）表明，交通设施用地、耕地、园地、其他土地的平均复杂程度相对较高，除草地形状趋于复杂外，其它景观的形状复杂程度均有所下降，反映了各类景观异质性趋缓，整个园区生态景观趋于简单，各类景观的交错分割现象得到一定程度的改善。
3.2.2 景观水平尺度分析 由表4 可知，从2019 年到2021 年，香农多样性指数（SHDI）减少了0.08，反映出园区景观呈均衡性、景观均质化趋势发展。最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI）和蔓延度指数（CONTAG）等均有不同程度的增加，表明钱江源国家公园林地多样化、破碎度、形态构造逐渐向优势景观均质化、整体化发展，这也反映出园区近几年在生态建设方面取得了明显的进步，尤其是与2019 年相比，园区2021 年的蔓延度指数（CONTAG）增加了0.59，说明园区不同类型景观的团聚程度、延展性和连通性增强，景观分布离散性减弱，有利于生态功能和生态系统稳定性的发挥。
本文以2019 年和2021 年钱江源国家公园地理国情相关成果为基础，选取ArcGIS 10.2 和Fragstat 4.2 分析软件及景观指数分析法，分析园区的景观空间分布特征及其动态变化，通过对钱江源国家公园2019 和2021 年的土地利用变化和景观格局演变分析，得出结论如下：
（1）在土地利用变化方面，钱江源国家公园以林地和园地为主，占公园总面积的92%以上；
与2019 年相比，2021 年各类土地利用类型变化不大，面积增加最多的是林地，面积减少最多的是耕地，森林覆盖率稳步增加，在一定程度上反映了园区在林业生态建设上所取得的成效。
（2）在景观格局演变方面，2019 年和2021 年景观类型尺度和景观水平尺度的指数变化情况反映出园区内景观异质性趋缓，逐渐向优势景观均质化、整体化发展。尤其是与2019 年相比，园区2021 年的蔓延度指数（CONTAG）增加了0.59，景观形状指数（LSI）增加了1.78，说明不同类型景观的团聚程度、延展性和连通性增强，各类景观的交错分割现象得到一定程度的改善，有利于生态功能和生态系统稳定性的发挥。
本研究旨在揭示钱江源国家公园的景观空间结构特征，为公园的建设和后续的森林经营管理工作提供理论参考，对指导园区可持续经营、优化园区景观空间分布结构以及合理发挥生态经济效益具有重要的理论和实践意义。文中仅分析了园区在2019 年和2021 年间的景观格局变化，并未涉及园区生态环境和经济等其他领域，对园区景观格局的分布规律与保护生物多样性的关系问题，处理好园区生态环境保护和地区经济发展的关系问题，还有待进一步研究。
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