·４４·　中国水土保持ＳＷＣＣ　２０１８年第１０期　祁连山生物多样性保护优先区域　生态景观格局动态变化分析　

赵培强，陈明霞　（甘肃省环境科学设计研究院，甘肃兰州７３００３０）　［关键词］优先区；生态景观格局；动态变化；转移矩阵；景观指数；祁连山　【摘要］选取祁连山生物多样性保护优先区域甘肃区域为研究区域，以２０１０和２０１５年两期卫星遥感影像资源为数据　源，利用ＡｒｃＧＩＳ技术，采用生态景观转移矩阵和生态号观指数分析方法，对研究区域生态景观格局动态变化和景观特征　进行了分析研究。结果表明：２０１０－－－２０１５年，研究区域Ｉ级生态景观格局比较稳定，变化幅度较小，Ⅱ级生态景观格局受　自然环境和社会环境等因素的影响变化较大；生态景观指数分析表明研究区域景观破碎化程度较高，但景观类型总体表　现比较稳定，景观格局动态变化不明显。　［中图分类号］Ｐ９０１；ＴＰ７９　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１０００—０９４１（２０１８）１０—００４４—０５　

生态景观格局动态变化是景观生态学研究的核心　问题¨ｊ，探索景观格局动态变化及其驱动因子有助于　发现景观格局变化规律，探究人类活动与生态环境演　变间关系，进而对景观格局变化方向、过程和效应进行　调控　一　。景观格局在生态系统中功能十分重要，良　好的景观格局是物种生存和发展的基础，景观格局中　斑块的类型、大小、形态、组合、动态变化等对生物多样　性的发展影响较大　，因此研究生态景观格局对区　域生物多样性的保护有重要的意义。　祁连山位于我国西北地区，区域物种资源丰富，珍　稀和濒危野生动植物种类和数量繁多，是我国西北地　区重要的生物资源基因库，该区域生物多样性的保护　具有很高的价值。２０１５年原环境保护部在全国划定　了３５个生物多样性保护优先区域，其中包括祁连山地　区。本研究选取祁连山生物多样性保护优先区域（以　下简称“优先区”）甘肃区域为研究对象，采用生态遥　［基金项目］国家环境保护部公益类项目（Ａ２０１４－０１１）　感解译技术，分析研究优先区甘肃区域５年间生态景　观格局动态变化，旨在为研究区域生物多样性保护规　划和生态景观保护提供参考依据。　

１研究区域概况　祁连山生物多样性保护优先区域位于中国西北地　区，甘肃省西部与青海省东北部交界处，总面积　１００　４６３　ｋｍ　，涉及甘肃省和青海省的ｌ８个县（区、　市），包括５个国家级自然保护区。优先区甘肃境内总　面积６５　５２５．６３　ｋｍ　，涉及兰州、金昌、武威、张掖、酒泉　５个市１３个县（区、市），包括了甘肃祁连山国家级自　然保护区、甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区、甘肃　连城国家级自然保护区和甘肃盐池湾国家级自然保护　区共４个国家级自然保护区和甘肃昌马河省级自然保　护区、甘肃瓜州县塘墩湖省级自然保护区２个省级自　然保护区，有森林、草原、荒漠、湿地、河流、湖泊、耕地　和城市等多种生态景观，构成了复杂的生态景观格局。　祁连山生物多样性保护优先区域甘肃境内范围见表１。　

护，根据实际情况随时调整喷雾时间和喷雾量，扦插到　长出幼根这一时期一定要随时保持插穗叶面湿润；四　是所剪插条的质量和扦插技术至关重要，直接影响到　扦插生根率，带顶梢的枝条扦插成活率高，中段粗度适　中的枝条成活率不及顶梢枝条，太粗或太细的枝条生　根率均很低，扦插时未压实、未接触到基质、基部有损　伤的插穗均不能生根；五是沙棘嫩枝扦插当年生长时　间较短，不适宜进行移植培育大苗，因此７月上旬嫩枝　扦插的苗可不必移植，让其在沙盘继续生长，至１１月　上旬再从沙盘移出假植，来年直接定植大田，不但成活　率大大提高，而且省略了苗圃移栽育苗这一环节，既节　省苗圃地，又省时省力，值得推广应用。　

［参考文献］　［１］胡建忠，邰源临，李永海，等．砒砂岩区沙棘生态控制系统工程　及产业化开发［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２０１５：２６．　

［作者简介］闫晓玲（１９６７一），女，甘肃镇原县人，教授级高级　工程师，主要从事水土保持生物措施研究工作。　［收稿日期］２０１８—０４－２０　（责任编辑徐素霞）　赵培强等：祁连山生物多样性保护优先区域生态景观格局动态变化分析　·４５·　表１祁连山生物多样性保护优先区域甘肃境内范围　行政区域　具体范围　

２研究材料与方法　２．１数据来源及处理　以２０１０和２０１５年两期Ｌａｎｄｓａｔ　ＴＭ遥感图像为主　要信息源，结合研究区同期土地利用现状图、行政区划　图和１：５万地形图，在ＡｒｃＧＩＳ　１０．２．１下对经校正的两　期影像分别进行裁剪处理，建立遥感解译标志，进行人　机交互式目视解译，生成研究区域景观类型图，并分析　研究区域景观格局动态变化。参考研究区域土地利用　和覆盖特点，根据研究区生态环境实际情况，结合野外　调查，将研究区景观类型划分为６种Ｉ级生态景观（森　林一灌丛、草地、农田、湿地、城镇、荒漠一裸地）和１９种　Ⅱ级生态景观（阔叶林、针叶林、针阔混交林、阔叶灌　丛、稀疏林、稀疏灌丛、草原、草甸、草地、园地、耕地、湿　地、湖泊、河流、城市绿地、建设用地、裸地、荒漠、冰川）　进行研究。　２．２研究方法　２．２．１　生态景观格局变化分析方法　在ＧＩＳ技术支持下，对研究区生态景观格局变化　采用景观格局转移矩阵的方式进行分析研究［１　ｎ］，分　析景观格局变化形式及景观类型的转换信息。　２．２．２景观特征分析方法　对研究区内生态系统景观格局的变化运用景观生　态学中的景观指数法进行分析，选取斑块数（ⅣＰ）、边　界密度（ＥＤ）、平均斑块面积（ＭＰＳ）、类斑块平均面积　（ＭＰＳＴ）、聚集度指数（ＣＯＮＴ）５个景观指数，利用地理　信息系统平台ＡｒｃＧＩＳ和景观结构分析软件　ＦＲＡＧＳＴＡＳＴ进行分析　１２－１４１。　（１）斑块数（Ⅳ尸）。该指标用来衡量目标景观的复　杂程度，斑块数量越多说明景观构成越复杂。　ＮＰ＝Ｎ　（１）　式中：ⅣＰ表示整个景观或单一景观类型的斑块数量；　Ⅳ为≥１的自然数，Ｎ＝１时可认为整个景观只有一个　斑块。　（２）边界密度（ＥＤ）。边界密度也称为边缘密度，　包括景观总体边缘密度（或称景观边缘密度）和景观　要素边缘密度（简称类斑边缘密度），它是从边形特征　描述景观破碎化程度，边界密度越高说明斑块破碎化　程度越高。计算公式为　ＥＤ＝Ｅ／Ａ　（２）　式中：ＥＤ为边界密度；Ｅ为边界总长度；Ａ为景观总面　积。　（３）平均斑块面积（ＭＰＳ）。该指标可以用于衡量　景观总体完整性和破碎化程度，平均斑块面积大说明　景观较完整，破碎化程度较低。计算公式为　ＭＰＳ＝Ａ／Ｎ　（３）　式中：ＭＰＳ为平均斑块面积；Ａ为景观总面积；Ｎ为斑　块数量。　（４）类斑块平均面积（ＭＰＳＴ）。它是景观中第ｉ类　景观要素面积的算数平均值，反映该类景观要素斑块　规模的平均水平，平均面积最大的类可以说明区域景　观的主要特征，每一类的平均面积则说明该类在景观　中的完整性。计算公式为　

——　１　Ｎｉ　Ａ　＝　１∑Ａ　（４）　

’ｉ』　１　式中：Ａ　为景观中第ｉ类景观要素面积的算术平均值；　为第　类景观要素的斑块总数；Ａ　沩第ｉ类景观要素　第　个斑块的面积。　（５）聚集度指数（ＣＯＮＴ）。反映景观中不同斑块　类型的非随机性或聚集程度。聚集度指数越高说明景　观完整性越好，相对的破碎化程度越低，计算公式为　

ｃ：ｃ　＋∑∑Ｉｎ　Ｐ　（５）　式中：Ｃ为聚集度指数；Ｃ　为最大聚集度指数；／Ｚ为景　观中斑块类型总数；Ｐ　为斑块类型ｉ与　相邻的概率。　

３结果与分析　３．１　生态景观格局动态变化分析　３．１．１　生态景观格局转移矩阵分析　在ＧＩＳ支持下，将获得的研究区两个时期的Ｉ级、　Ⅱ级生态景观格局动态变化数据通过转移矩阵的方式　进行统计分析。Ｉ级生态景观格局转移矩阵见表２。　由表２可知，研究区两个监测时期６种Ｉ级生态　景观类型没有发生变化，但景观格局发生变化：草地、　农田、湿地、荒漠一裸地４种Ｉ级生态景观发生了矩阵　·４６·　中国水土保持ＳＷＣＣ　２０１８年第ｌＯ期　转出，局部面积转移为其他生态景观，也有其他生态景　观的转入，其中草地生态景观局部转变为农田、湿地、　城镇和荒漠一裸地生态景观，农田生态景观局部转变　为森林一灌丛、草地和湿地生态景观，湿地生态景观局　部转变为草地、农田和荒漠一裸地生态景观，荒漠一裸　地生态景观局部转变为草地、农田、湿地和城镇生态景　观；森林一灌丛、城镇２种Ｉ级生态景观相对稳定，没　有发生矩阵转出，但由于其他生态景观的转入，景观格　局也发生了变化，面积有所增大。　由Ⅱ级生态景观格局转移矩阵（略）可知，研究区　两个监测时期１９种Ⅱ级生态景观类型没有发生变化，　但景观格局发生了变化。Ⅱ级生态景观中，阔叶林、针　阔混交林、阔叶灌丛、稀疏林、稀疏灌丛、园地、城市绿　地７种生态景观格局表现稳定，没有发生矩阵转移；其　余ｌ２种生态景观格局相对不稳定，发生了矩阵转移，　其中针叶林、草甸、河流、建设用地４种生态景观没有　发生矩阵转出，只有其他景观面积转入，而草原、草地、　耕地、湿地、湖泊、裸地、荒漠、冰川８种生态景观既发　生了矩阵转出，又有其他生态景观面积转入。发生矩　阵转出的８种生态景观中，草原有Ｏ．４８　ｋｍ　转移为耕　地，０．０ｌ　ｋｍ　转移为湖泊，０．３６　ｋｍ　转移为建设用地，极　少量转移为荒漠；草地有６７８．７０　ｋｍ　转移为草甸，　１２．４２　ｋｍ　转移为耕地，Ｏ．６７　ｋｍ。转移为湖泊，２．２６　ｋｍ　转移为建设用地，０．１９　ｋｍ　转移为荒漠，极少量转移为　裸地；耕地有２．１７　ｋｍ　转移为针叶林，０．１５　ｋｍ　转移为　草原，０．０６　ｋｍ　转移为湖泊，极少量转移为建设用地；　湿地有０．０５　ｋｍ　转移为荒漠；湖泊有Ｏ．０８　ｋｍ　转移为　草原，０．１５　ｋｍ　转移为草甸，Ｏ．６４　ｋｍ　转移为草地，Ｏ．４９　ｋｍ　转移为耕地，２．５２　ｋｍ　转移为湿地，１．９１　ｋｍ　转移为　河流，１１．５９　ｋｍ　转移为荒漠；裸地有１３．６６　ｋｍ　转移为　冰川；荒漠有０．６２　ｋｍ　转移为草地，２．４４　ｋｍ　转移为耕　地，０．０９　ｋｍ　转移为湿地，０．８８　ｋｍ　转移为湖泊，２．２５　ｋｍ　转移为建设用地；冰川有７．９２　ｋｍ　转移为裸地。　３．１．２　生态景观格局转移强度分析　在ＧＩＳ支持下，对研究区两个监测时期的Ｉ、Ⅱ级　生态景观面积进行统计，分析５年间Ｉ级、Ⅱ级生态景　

观格局动态变化强度，具体结果见图１、２。　鲁　—　一　

嘎　

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：＿草地一湿地

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森林～豳ａ２ｉ｛１　城镇荒漠一　灌丛　裸地　

图１　Ｉ级生态景观格局变化强度　．－．莩…．．　．　

萋　甚－薰委囊莲薹　萋　图２　Ⅱ级生态景观格局变化强度　图１表明，２０１０－－２０１５年，研究区Ｉ级生态景观　中，森林一灌丛、农田、城镇、荒漠一裸地生态景观格局　面积增大，草地、湿地生态景观格局面积减少；从生态　景观转移强度分析，湿地、城镇、荒漠一裸地生态景观　格局转移强度相对较大，森林一灌丛、草地、农田生态　景观格局转移强度相对较小；从生态景观转移面积占　研究区总面积比例分析，６种生态景观格局转移面积　在０．５３～１１．２８　ｋｍ　之间，仅占研究区总面积的　０．０００　８％～０．０１７　２％，占比很小，说明研究区Ｉ级生态　景观格局总体表现稳定。　图２表明：２０１０－－２０１５年，研究区Ⅱ级生态景观　中有１２种生态景观格局发生变化，其中针叶林、草甸、　耕地、湿地、河流、建设用地、荒漠、冰川Ｉ　８种生态景观　格局面积增大，草原、草地、湖泊、裸地４种生态景观格　局面积减少；从生态景观转移强度分析，草甸、草地生　态景观格局转移强度相对较大，针叶林、草原、耕地、湿　地、河流、建设用地、荒漠、冰川、湖？自、裸地ｌ０种生态　景观格局转移强度相对较小；从生态景观转移面积占　研究区总面积比例分析，１２种生态景观格局转移面积　在０．３４～６９３．６　ｋｍ　之间，占优先区总面积的０．０００　５％～