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随着景观生态学理论的不断完善以及3S技术在景观生态学中的应用,其应用研究得到了迅速发展,从森林景观格局与环境因子的关系及其尺度效应来进行研究,不仅有助于了解森林景观格局生态过程的演替机理及其整体性和复杂性,也有助于指导区域林业的科学经营和管理,对探索适合区域的森林可持续经营技术及模式具有重要的参考和应用价值。
本研究以西洞庭湖区森林景观为研究对象,以森林景观生态学为研究理论,基于西洞庭湖区森林资源二类调查数据,引入植被群落生态分类排序数量化方法—CCA排序法,从不同的取样尺度(取样面积)入手,对西洞庭湖区森林景观格局与环境的关系及其尺度效应进行定量研究,研究结果如下:
(1)西洞庭湖区森林景观格局特征分析。结果表明:依据优势树种、地类、起源等将研究区森林景观共划分为15种类型;依据各类型森林景观斑块面积及面积百分比,得出森林景观格局总体特征为:各类型景观对整个景观的贡献率由大到小顺序依次为:经济林>慢生阔叶林>人工杉木林>天然马尾松林>竹林>速生阔叶林>灌木林>中生阔叶林>人工马尾松林>人工国外松林>天然杉木林>人工针阔混交林>天然国外松林>天然柏木林>人工柏木林;依据斑块数、斑块平均值、斑块密度、斑块邻近度指数,得出森林景观格局斑块特征为:各类型森林景观的景观破碎化程度由小到大依次为:中生阔叶林>灌木林>竹林>慢生阔叶林>人工国外松林>速生阔叶林>经济林>天然马尾松林>人工马尾松林>人工杉木林>天然柏木林>天然国外松林>天然杉木林>人工针阔混交林。
(2)西洞庭湖区森林景观格局沿环境分布规律分析。结果表明:研究区共提取出海拔、坡度、坡位、坡向、土城厚度五个具有代表性的环境因子,依据地类划分标准分别分为6、6、7、9、3个等级。各森林景观类型随环境因子呈现出明显的分异规律。各森林景观类型随海拔变化呈现出一定程度的垂直地带性特征,主体分布在海拔200m以下;各森林景观类型沿坡度变化不均匀,主要集中分布在6°-15°的缓坡和斜坡,整体呈近似正态分布趋势;各森林景观类型所处坡位和坡向分别以全坡和南坡为主,呈现出明显的小地形特征;主要森林景观的土层厚度则基本集中在40-80cm的中土层。
(3)西洞庭湖区森林景观格局随尺度变化特征分析。结果表明:研究区森林景观共划分为8种取样尺度,分别为150m×150m(S1)、300m×300m(S2)、450m×450m(S3)、600m×600m(S4)、750m×750m(S5)、900m×900m(S6)、1050m×1050m(S7)、1200m×1200m(S8)。研究区森林景观格局随尺度的特征变化为:景观斑块数随尺度增大逐渐减小;景观多样性指数随着取样尺度(取样面积)的增大呈减小趋势。而环境因子随尺度变化的特征分析,结果表明:随尺度的变化,海拔与坡度一直呈显著正相关性,显示出研究区的大地貌特征,海拔与坡位一直呈负相关,显示出研究区的山地森林特征,海拔与坡向、海拔与土层厚度分别呈正负相关,坡向与土层厚度呈正相关,显示出研究区的小地形特征。
(4)西洞庭湖区森林景观格局与环境关系的典范对应分析(CCA)及尺度效应分析。结果表明:森林景观格局与环境因子的关系具有尺度效应。从景观尺度上看,低取样尺度下比高取样尺度下能更好的解释森林景观类型空间关系,取样尺度为S4时,解释森林景观类型空间关系效果最好,各森林景观类型之间的差异性较小,确定出西洞庭湖区最优取样尺度为S4;从环境因子与CCA排序轴的相关关系及CCA排序图上看,随着尺度变化,环境因子对森林景观格局的重要性影响程度亦有所不同,海拔因子对森林景观重要性影响最大,坡向、坡度、坡位次之,土层厚度最小,且随着尺度的增加,各环境因子均呈现出上下波动趋势,分别在取样尺度S5、S4、S7、S8、S1时达到最大;从环境因子对森林景观格局的影响程度上看,随着尺度的增大,海拔因子及坡位因子对研究区森林景观分布的影响程度呈现先减后增趋势,坡向因子对研究区森林景观分布的影响程度呈现增加趋势,坡度因子对研究区森林景观分布的影响程度呈现先增后减趋势,土层厚度因子对森林景观分布的影响程度呈现减小趋势。