人为干扰对村落景观破碎度的影响

人为干扰对村落景观破碎度的影响

1景观空间要素景观生态学是最近生态研究的热点之一，对其概念体系、构成要素和研究方法进行了广泛的研究。景观破碎度是指景观自然分割和人为破碎程度，即景观生态结构从连续变化的结构转变为区块埋积层变化过程的测量。景观破碎化通常会导致现有景观的结构、功能和生态过程的变化。许多科学家将gis、gps和ps（以下简称ps）技术应用于景观空间分析，并对景观元素的空间变化规律进行了探讨。以往的景观要素分析主要采用ps技术与景观解释法。根据同一研究区域的不同时期，分析每个时期景观中元素的变化，探讨景观干扰强度与景观破坏之间的关系。在人类直接干扰和环境环境中的景观高度异质化。在研究人为干扰对景观变化的影响方面，它是一个很好的对象。由于有限的规模限制，ps技术和地形难以分析一个特定村庄的景观，村庄景观分析仍然是空白。本文的目标是在一个特定的村庄中应用地表植物变化和辅助功能的投资指标作为人为干扰强度的梯度标志，以区分不同的人为干扰强度。在此基础上，我们研究了人为干扰强度与景观破坏之间的关系。2研究区域和方法2.1环组合型村落景观的种类吉林省长岭县种马场中心分场(相当于一个村),在松嫩草原区中心.位于44°30′N,123°30′E附近,自然本底为羊草草原,总面积3500hm2,其中草地2500hm2,林地400hm2,村落面积70hm2.属于半干旱半湿润温带季气候.年降雨量470.6mm,多集中在5～9月份,该区域>10℃积温为2945.9℃,无霜期142d,光热比较充足,且雨热同季,适宜各种农作物和牧草生长,是一个以农牧业为主的村落.从村落中心到外圈,各种类型景观有逐步过渡的特点,呈现出几种景观以环带形式组合而成的环组合型村落景观,村子造林防风沙过程中,在村落中心到草原建有一道特别宽的防风、防沙林带,约有60m宽.2.2人为干扰强度对景观破碎度的影响以吉林省长岭县种马场中心分场为样点,进行详尽的地面调查.人类对村落环境的干扰主要是作用于土壤和地表动植物,包括采集、挖掘、狩猎、捕捞、采伐、放牧、开采、耕作以及人工辅助能的投入.当前以耕作、放牧和人工辅助能的投入为最主要的干扰形式.本文以地表植物改变状况,主要辅助能投入情况为指标划分干扰强度(表1).从村落中心到林带,植物以种植作物和杨树为主(均为外来种),本地种只在田间、地头少量存在.以植被改变状况和主要辅助能投入指标,以该林带为界,把村落林带以内区域分为重度人为干扰的中心区、中度人为干扰的林带至草原过渡区和轻度人为干扰的草原基质区,通过对这3个区域的景观破碎度分析,探讨人为干扰强度与村级景观破碎度的关系.斑块密度指数即斑块个数与面积的比值.由它可以得出研究区斑总面积与面积之比,也可以得出各类景观斑块与其面积之比,即C=∑ni/A其中,C表示斑块密度指数,∑ni表示研究区斑块总数或景观中某类型景观的斑块个数,A表示各研究区域的总面积或景观的总面积,C值越大,破碎化程度越高.破碎度指数是指景观被分割的破碎程度.在一定程度上反映了人为干扰强度对景观格局的影响,计算公式为:FN=(NP-1)/NC式中,NC采用研究区总面积除以最小的斑块面积,即用最小的斑块面积为基数,减少由于网格尺度不同所造成的数据变化,同时也是由于不存在村落尺度的地形图.NP是景观内各类景面单元的总数,FN为整个研究区内某一景观的破碎度.FN∈(0,1),0是表示景观完全未被破坏,1表示被完全破坏.3结果与分析3.1斑块密度变化经统计得各研究区景观面积和斑块个数及其比例如表2.从表3可见,中心区、过渡区和基质区的总斑块密度指数分别为0.3416、0.3109和0.0028个/hm2,斑块密度在中心区和过渡区明显比基质区大,从中心区到过渡区,农田和林地斑块密度指数明显变小,分别从0.1251和0.1862降为0.0788和0.0639;而弃荒地和蔬林草地的斑块密度指数却显著增加,在过渡区中仅有一处2户人家的居民点,出现了斑块状镶嵌的6块草地,斑块密度指数为0.028;在基质区景观较好的保持了草地的原貌.从斑块密度指数来看,随着人类干扰强度的增加,景观的总斑块密度指数也增大,在人为干扰强度越强的区域,农田、林地等与人关系密切的斑块密度指数增大,其它斑块密度指数减少.3.2人类干扰强度对景观破碎化程度的影响由表4可见,最小斑块面积为0.24hm2,中心区破碎化指数为0.0820;过渡区的破碎化指数为0.0746;而基质区的破碎度仅为0.0007.景观破碎度中心区>过渡区>基质区,表明随着人类干扰强度的增加,景观破碎化程度也增强.过渡区的破碎度指数相对较高,主要是由于人们对过渡区利用的短期性和不稳定性,使得过渡区的弃荒地和疏林草地明显增加,是造成过渡区景观破度高的原因之一.另外,中心区的农田在设计时面积较大,平均面积达4.2hm2·块-1,也是造成它比过渡区具有相近的景观破碎度指数的原因.可见,随着人类干扰强度的增加,景观破碎化程度也会相应增加,在中度人为干扰强度下景观破碎度更高.人的定居和对居住区周围土地的开发利用引起生境破碎化.4讨论4.1人为干扰强度本文根据研究地的自然特点,结合地表植被改变状况和人工辅助能投入,把所研究的村落划分为中心区、过渡区和基质区.这种划分方法体现了不同人为干扰强度梯度,从中心区-过渡区-基质区完全可以看成强度人为干扰、中度人为干扰和轻度人为干扰的3个梯度.破碎化指数表明,随着人们大量开垦农田,必然会造成景观破碎化加剧,随着人为干扰强度的增加,斑块密度指数上升,景观破碎化程度增强.但由于受人的最佳功能区(活动区)的限制,中心区所受的干扰最重,相应的中心区农田不论从数目还是面积上都最大,造成中心区景观斑块密度值和景观破碎化指数均最高.随着空间范围的扩展,人的劳动效率和劳动效益均会有所下降,人为干扰强度自然减弱.Connell在讨论干扰与群落斑块间隙(gaps)及斑块间隙形成的频率对物种多样性的影响时,提出了中度干扰假说(intermediatedisturbancehypothesis),即中等程度的干扰水平能维持较高的多样性.在过渡区,很大一部分农田只有在风调雨顺的年份耕种,其余时间成为弃荒地,再加上短期的伐木开垦,造成过渡区农田、林地、草地和疏林草地镶嵌交错分布的格局,引起景观破碎化指数升高,与中心区的破碎化指数接近.可以认为,随着人为干扰强度的增加,景观破碎化程度相应增加.4.2关于干扰强度的衡量采用以植物改变状况和主要辅助能的投入指标来刻画人为干扰强度的方法,在本文中表现出了较好的效果.它避免了以往用不同时间段的几个间接经济指标来来衡量人为干扰强度时的非直观性;用植物改变状况和主要辅助能的投入指标能更好地划分人为干扰强度,更准确地反映不同人为干扰强度对景观破碎度的影响.4.3对过高景观破碎度的环境利用建议本文按3种人为干扰强度对村级景观的破碎度分析表明,随着农业的开发,使原本基质为草原的自然景观不断的被分割,自然环境的整体结构被打破.自然条件下,景观破碎化是客观存在的,它的存在有利于生态系统的稳定性.但随着人类干扰活动的加剧,产生过高的景观破碎度,最终可能造成资源的不合理利用和浪费.根据对种马场中心分场的分析,种马场的土地利用是比较合理的.过渡区植被是村落生存环境的一道人工保护墙,为了维护良好的生存环境,应对过渡区的景观完整性给予保护,杜绝随意或短期的开垦、破坏过渡区植被的行为,防止过渡区的景观破碎度进一步增大,甚至出现过渡区景观完全被破坏的情况.为了促进本地区农、牧、林复合系统的完