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景观格局(Landscape pattern)是森林景观异质性的重要表现,同时也是包括干扰在内的各种生态过程在不同空间尺度上长期作用的结果。通过对景观格局的研究,可以在似乎无序的缀块镶嵌体的森林景观上,发现潜在的有意义的规律性,从而为以生态完整性为目标并在多尺度上发生的森林经营提供服务。本研究以新疆天山北坡(409,600km~2)为对象,基于TM数字影像和森林资源连续清查数据,应用景观生态学的基本原理和方法,借助地理信息系统软件(ARC/INFO)和景观格局分析程序包(FRAGSTATS)等工具对其森林景观格局现状、等级结构和地理位置、地形因子对景观格局形成的作用进行了研究,初步得到了以下结论: 在景观格局现状方面,采用格局指数法通过对研究区景观要素的缀块密度(PD)、缀块面积标准差(PSSD)、边缘密度(ED)、平均缀块形状指数(MSI)、平均接近指数(MPI)等景观格局指数的分析,表明研究区是以非林业用地—草地为背景基质,林业用地分散镶嵌于其上的景观系统。除非林业用地之外,林业用地中不仅以天山云杉林为主导,而且以其郁闭度为中的近成过熟林占据相对较大的规模,并具有较高的景观异质性、较复杂的景观边界和在形状上的相对不规则性,另外在分布上还表现出相对较高的聚集性等特征。但就天山北坡景观的整体看,景观要素相对单一,景观异质性不强,并仍旧以自然干扰控制为主。 在景观等级结构方面,利用尺度方差分析法通过对研究区不同空间尺度森林水文效应的方差分析,表明新疆天山北坡森林景观具有一定的空间等级性,可在20km×40km、40km×80km、80km×160km和320km×640km尺度水平时,划分出四个等级层次,尤其是在40km×80km、80km×160km和320km×640km尺度水平的层次,是比较重要的等级。且在这四个层次上,系统结构在空间上凝聚的功能变异性较大,说明在水源涵养的生态功能上具有一定的差异性;在10km×10km、40km×40km、80km×80km和160km×160km尺度水平时,研究区景观具有相对很强的缀块内均质性,即相对于包含该尺度的下一尺度水平,景观各缀块发挥出水源涵养的生态功能的效应相对一致。 在地理位置、地形因子对景观格局形成的作用方面,运用趋势面分析方法通过建立林分蓄积与地理坐标、海拔和坡向、坡度和坡向的趋势面模型,分析了地理坐标和地形因素(海拔、坡度、坡向)对天山北坡森林景观格局的控制作用。认为海拔、坡向、坡度对森林景观要素的制约作用在本质上是区域水热耦合效应的结果,尤其是海拔和坡向是影响其分布的主导因素,坡度的控制作用则是通过加强坡向对改善立地水分条件的效应发挥出来,仅具有局部影响作用。地理坐标对研究区景观要素分布不具有明显的影响。同时,在趋势面模型下,研究区森林景观随海拔、坡度和坡向的梯度分布表现出明显的规律性。