石羊河上游林区景观空间邻接特征及生态安全分析

干旱区地理 ›› 2013, Vol. 36 ›› Issue (2): 311-317.

石羊河上游林区景观空间邻接特征及生态安全分析

汤萃文^1，2，张忠明³，苏研科^1，2，郭明⁴，杨莎莎¹，王天强¹，杨啸林¹

（1 兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州 730070； 2 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州 730000； 3 甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070；4 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州 730000）

收稿日期:2012-06-07 修回日期:2012-07-29 出版日期:2013-03-25
作者简介:萃文（1973-），女，甘肃临夏人，博士，副教授，主要从事景观生态学方面的研究. Email：cuiwent73@mail.lzjtu.cn
基金资助:
冻土工程国家重点实验室开放基金项目（SKLFSE201002）；甘肃省教育厅研究生导师计划项目（1104-07）；国家自然科学基金项目（40901095）；兰州交通大学“青蓝”人才工程基金项目（QL-08-04A）；兰州交通大学博士后专项基金资助

Spatial neighboring characteristics among forest landscape types patches on the upper reaches of Shiyang River Basin and its ecological security

TANG Cui-wen^1，2，ZHANG Zhong-ming³，SU Yan-ke^1，2，GUO Ming⁴，YANG Sha-sha¹，WANG Tian-qiang¹，YANG Xiao-lin¹

（1 School of Environmental and Municipal Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070，Gansu，China；2 State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，Gansu，China；3 College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，Gansu，China；4 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，Gansu，China）

Received:2012-06-07 Revised:2012-07-29 Online:2013-03-25

摘要/Abstract

摘要： 在干旱区山地，荒地斑块特征可反映植被的破碎化及退化状况，农田斑块特征可反映自然植被景观受农田开垦的威胁程度，而其它景观类型与这两种类型斑块的邻接特征可间接反映这些类型潜在的植被退化风险大小或受农田开垦的威胁程度。以Landsat/TM及林相图作为数据源，在桌面GIS下解译出石羊河上游的哈溪林区各景观类型，计算了各景观类型与荒地和农田的空间邻接长度和数目比例，并利用缓冲区分析方法计算了荒地和农田对各景观的影响面积。在此基础上通过计算各类型植被退化风险大小和受农田开垦的威胁程度，定量分析了研究区各景观类型的生态安全性。结果表明：灌丛和草地与荒地的邻接边长和数目较大，由放牧活动引起的植被破碎化和退化的风险较大，而乔木林种与农田的邻接长度、数目较大，受农田开垦的威胁较为严重；景观整体植被退化的风险（0.28）高于受农田威胁程度（0.11）；各类型植被退化风险值的差别不明显，但灌丛草地相对较高，而各乔木林种受农田开垦的威胁程度明显高于灌丛和草地；基于景观类型空间邻接的生态安全评价分析可以初步反映干旱区山地景观受人类活动影响的威胁程度。

关键词: 森林景观, 空间邻接, 生态安全, 石羊河上游

Abstract: There is highly significant to estimate the ecological security of the forest landscape ecosystem in the upper reaches of Shiyang River basin which has become the typical ecological degeneration region in arid inland river basin in China recently. In the arid mountains area，the patches characteristics of wasteland can reflect the state of degeneration of vegetation，and the patches characteristic of farmland can reflect the threatening degree of natural vegetation damaged by farmland reclamation. So the magnitudes of potential risk of vegetation degeneration and the threatening degree of farmland reclamation of the forest landscape types should be indicated by analyzing spatial neighboring characteristics between these landscape types patches and the wasteland paths or farmland paths indirectly. In this paper，the ecological security of forest landscape ecosystem in Haxi forest area located in the upper reaches of Shiyang River basin was estimated by quantitatively analyzing neighboring characteristics between the forest landscape types patches and wasteland or farmland patches. With the support of GIS technology，and taking the Landsat/TM images and forest form map as the data source，the landscape types in study area were obtained by employing the artificial interpretation method. The forest landscape was classified into seven landscape types which was grassland，wasteland，farmland，Picea crassifollia forest ，Sabina prezewalskii forest，broad-leaf forest and shrubbery. Spatial analysis methods were used to calculate the spatial neighboring length and number between forest types and wasteland or farmland，and buffer zone analysis was used to calculate the areas influenced by wasteland and farmland. On this basis the threatening degree of mountain forest ecological security in the arid region was discussed. The results showed that shrub had most neighboring length and numbers with wasteland ，and grassland had the most proportion of neighboring length. It indicated that the shrub and grassland had more threats of vegetation degradation and fragmentation mainly caused by grazing than arbor forest. Picea crassifollia forest had most neighboring length and numbers with farmland，and broad-leaf forest had the most proportion of neighboring length and path numbers，proportion of neighboring length with farmland of Sabina prezewalskii forest was also higher than that of shrubbery and grassland. It indicated that arbor forest had more threats by clearing for agriculture than shrubbery and grassland. There were similar character in the influencing area by wasteland and farmland，the areas influenced by farmland of each arbor forest type were obviously larger than the area influenced by wasteland. The threatening degree values （C values） by wasteland of shrubbery and grassland were 0.89 and 0.81，relatively high，and that of arbor forest types were relatively low，with about 0.6. The C values by farmland of arbor forest types were obviously higher than that of shrubbery and grassland. The C values by farmland of broad-leaf，Picea crassifollia forest，Sabina prezewalskii forest，grassland and shrubbery were 2.26，1.1，0.78，0.47 and 0.25 respectively. On the scale of whole forest landscape，the threaten caused by wasteland was higher than that caused by farmland. The assessment of ecological security based on spatial analysis could reveal the threatening degree of mountain forest ecosystem in arid region by human activities.

Key words: Forest landscape, spatial neighboring, ecological safety, upper reaches of Shiyang River basin

中图分类号:

P901

汤萃文，张忠明，苏研科，郭明，杨莎莎，王天强，杨啸林. 石羊河上游林区景观空间邻接特征及生态安全分析[J]. 干旱区地理, 2013, 36(2): 311-317.

TANG Cui-wen，ZHANG Zhong-ming，SU Yan-ke，GUO Ming，YANG Sha-sha，WANG Tian-qiang，YANG Xiao-lin. Spatial neighboring characteristics among forest landscape types patches on the upper reaches of Shiyang River Basin and its ecological security[J]. , 2013, 36(2): 311-317.

参考文献

1.曾丽云，韦素琼. 基于景观格局的福州LUCC与生态安全响应［J］. 福建师范大学学报（自然科学版），2011，27（4）：138-142.

2.滕明君，周志翔，王鹏程，等. 基于RS/GIS的武汉市九峰城市森林保护区景观结构特征及规划对策［J］. 长江流域资源与环境，2010，19（1）：79-85.

3.韩振华，李建东，殷红，等. 基于景观格局的辽河三角洲湿地生态安全分析［J］. 生态环境学报，2010，19（3）：701-705.

4.TURNER M G，ROMME W H，GARDNER R H. A revised concept of landscape equilibrium：Disturbance and stability on scaled landscapes［J］. Landscape Ecology，1993，8：213-227.

5.O’NEILL R V，KRUMME W H，GARDNER R H. Indices of landscapepattern［J］. Landscape Ecology，1998，1：153-162.

6.肖笃宁，李秀珍，高俊，等.景观生态学［M］. 北京：科学出版社，2003：24-25.

7.张金屯，丘扬，郑凤英. 景观格局的数量研究方法［J］. 山地学报，2000，（8）：352-364.

8.肖笃宁，陈文波，郭福良. 论生态安全的基本概念和研究内容［J］. 应用生态学报，2002，13（3）：354-358.

9.魏彬，杨校生，吴明，等. 生态安全评价方法研究进展［J］. 湖南农业大学学报（自然科学版），2009，35（5）：572-579.

10.傅伯杰，陈利顶，马克明，等. 景观生态学原理及应用［M］. 北京：科学出版社，2001：34-39.

11.角媛梅，杨有洁，胡文英，等. 哈尼梯田景观空间格局与美学特征分析［J］. 地理研究，2006，25（4）：624-632.

12.角嫒梅，肖笃宁. 绿洲景观空间邻接特征与生态安全分析［J］. 应用生态学报，2004，15（1）：31-35.

13.常兆丰，韩福贵. 石羊河下游沙漠化的自然因素和人为因素及其位移［J］. 干旱区地理，2005，28（2）：150-156.

14.魏伟，石培基，赵军，等. 石羊河流域海拔、植被覆盖与景观类型空间关系研究［J］. 干旱区地理，2012，35（1）：91-98.

15.王琪，史基安. 石羊河流域环境现状及其演化趋势分析［J］. 中国沙漠，2003，23（1）：46-55.

16.肖笃宁，李小玉，宋冬梅. 石羊河尾闾绿洲的景观变化与生态恢复对策［J］. 生态学报，2005，25（10）：2476-2483.

17.胡文俊. 石羊河流域水资源利用和生态环境保护对策［J］. 干旱区地理，2007，30（6）：969-973.

18.汤萃文，杨国靖，任珺，等. 石羊河、黑河流域上游山地景观格局特征比较［J］. 冰川冻土，2010，32（5）：1007-1014.

19.吴信才，刘少雄. 基于邻接关系的空间数据挖掘［J］. 计算机工程，2002，7（7）：89-91.

20.陈安，陈宁，周龙骧. 数据挖掘技术及应用［M］. 北京：科学出版社，2006：176-177.

21.周志勇，袁方，刘海博. 用聚类-分类模式解决聚类问题［J］. 广西师范大学学报：自然科学版，2007，25（2）：127-130.

22.汤萃文，陶玲，杨国靖，等. 祁连山典型林区生态服务功能间接价值估算［J］. 生态学杂志，2011，30（3）：569-575.

23.蔡崇玺，陈燕. 生态安全的研究进展与展望［J］. 环境科学与管理，2010，35（2）：126-129.

24.张青青，徐海量，樊自立，等. 基于玛纳斯河流域生态问题的生态安全评价［J］. 干旱区地理，2012，35（3）：483-486.

25.崔胜辉，洪华生，黄云凤. 生态安全研究进展［J］. 生态学报，2005，25（4）：861-868.

[1]	张齐飞, 陈亚宁, 孙从建, 向燕芸, 郝海超. 塔里木河流域水储量变化及绿洲生态安全评估[J]. 干旱区地理, 2024, 47(1): 1-14.
[2]	杨荣美, 周宏, 张燕妮, 卢训贤, 王娜娜. 基于熵权TOPSIS方法与模糊物元模型的河西走廊地区旅游生态安全评估[J]. 干旱区地理, 2024, 47(1): 117-126.
[3]	李洪庆,杨瑀,张俊红. 雅鲁藏布江山南宽谷流域生态安全格局构建[J]. 干旱区地理, 2023, 46(9): 1503-1513.
[4]	田柳兰, 王珊珊, 毋兆鹏. 基于多时相遥感数据的乌鲁木齐市生态安全格局构建[J]. 干旱区地理, 2023, 46(7): 1155-1165.
[5]	张萨日郎, 乌兰图雅, 布和, 咏梅, 斯琴朝克图, 张卫青. 近40 a蒙古高原土地沙漠化研究的文献计量学分析[J]. 干旱区地理, 2023, 46(12): 1984-1994.
[6]	李伊彤,荣丽华,李文龙,程磊. 生态重要性视角下东北林区县域生态安全格局研究——以呼伦贝尔市阿荣旗为例[J]. 干旱区地理, 2022, 45(5): 1615-1625.
[7]	张晓东,赵志鹏,赵银鑫,高学花,马玉学,刘乃静,吉卫波. 银川市景观生态风险评价与生态安全格局优化构建[J]. 干旱区地理, 2022, 45(5): 1626-1636.
[8]	张萌,刘吉平,赵丹丹. 吉林省西部生态安全格局构建[J]. 干旱区地理, 2021, 44(6): 1676-1685.
[9]	吴景全, 吴铭婉, 臧传富. 西北诸河流域土地利用变化及土地生态安全评估[J]. 干旱区地理, 2021, 44(5): 1471-1482.
[10]	赵晓峰,王金林,王珊珊,王权. 基于MCR模型的卡拉麦里地区生态安全格局变化研究[J]. 干旱区地理, 2021, 44(5): 1396-1406.
[11]	杨振民,刘新平. 新疆阿克苏河流域生态承载力监测及安全格局构建[J]. 干旱区地理, 2021, 44(5): 1489-1499.
[12]	王一山,张飞,陈瑞,齐亚霄,刘长江. 乌鲁木齐市土地生态安全综合评价[J]. 干旱区地理, 2021, 44(2): 427-440.
[13]	戴文渊,陈年来,李金霞,张芮. 河西内陆河流域水生态安全评价研究[J]. 干旱区地理, 2021, 44(1): 89-98.
[14]	郑岚,张志斌,笪晓军,马亚兄. 嘉峪关市土地生态安全动态评价及影响因素分析[J]. 干旱区地理, 2021, 44(1): 289-298.
[15]	唐志强 , 秦娜. 张掖市新型城镇化与生态安全耦合协调发展研究 [J]. 干旱区地理, 2020, 43(3): 786-795.