基于GIS与Fragstats的海南岛森林景观格局研究_周亚东_周兆德

77第35卷中南林业科技大学学报各测量指标小区间均差异显著。

另外，同一处理不同降雨下氮的流失量较为稳定，而磷、钾的流失则随月份增加有加重的趋势，这很有可能跟果树后期施用含磷、钾的肥料多有关。

3.4 重金属流失3次降雨条件下不同处理小区径流水样重金属流失见表5。

从表5看出，3次降雨观测的7种重金属流失小区间均差异显著，处理1＜处理2＜处理3，说明生草，无论是人工植草或自然生杂草，对重金属均能起到显著削减作用。

以处理1和处理2的3次降雨平均数比较，前者比后者Ni减少32.8%，Cu减少59.4%，Cr减少33%，Zn减少82.9%，Pb减少64.1%，Cd减少3.8%，Hg减少31.1%。

表 5 不同处理小区径流水样重金属流失Table 5 Losses of heavy metal in runoff water samples in three field treatment plots 降雨小区处理Ni /(μg·mL-1)Cu /(μg·mL-1)Cr /(μg·mL-1)Zn /(μg·mL-1)Pb /(μg·mL-1)Cd /(μg·mL-1)Hg /(ng·mL-1)I 10.000 1 c0.001 8 c0.002 1 b0.000 9 c0.003 8 b0.001 0 b0.120 c 20.000 6 b0.004 0 b0.003 7 a0.014 7 b0.003 4 c/0.254 a 30.002 1 a0.005 4 a0.003 6 a0.022 1 a0.005 3 a0.001 5 a0.154 bII 10.001 4 b0.004 7 c0.001 9 c 0.005 3 c0.002 3 c0.001 5 a0.046 b 20.001 4 b0.014 2 a0.003 7 a0.018 0 a0.007 9 b/0.100 a 30.002 6 a0.011 2 b0.003 3 b0.014 7 b0.013 9 a0.001 2 b0.042 bIII 10.001 7 c0.017 4 b0.003 4 b0.022 9 b0.016 5 b0.001 2 b0.190 b 20.004 4 a 0.027 3 a0.003 9 a0.056 1 a0.098 5 a0.001 6 a0.272 a 30.002 8 b0.007 3 c0.0029 c0.004 0 c0.006 7 c/ 0.100 c3次降雨平均10.001 4 0.004 6 0.002 3 0.003 40.004 3 0.001 3 0.088 7 20.002 1 0.011 3 0.003 4 0.019 90.011 9 0.001 3 0.128 7 30.002 1 0.015 2 0.003 8 0.029 60.036 6 0.001 6 0.208 7表 4 不同处理小区径流水样中氮、磷、钾的流失†Table 4 Losses of nitrogen, phosphorus and potassium in runoff water samples in three field treatment plots降雨处理pH值全氮/(μg·mL-1)全磷/(μg·mL-1)全钾/(μg·mL-1)I 1 6.89 c/ 0.0001 c 2.96 c 27.18 b/ 0.076 b15.04 b 37.23 a/0.29 a20.28 aII 1 6.60 c 1.58 c0.02 c 4.66 c2 6.91 b 3.80 a0.70 b31.63 b 37.25 a 3.36 b0.94 a62.96 aIII 17.05 c 1.56 c0.13 c23.89 c 27.07 b 4.11 a0.43 b46.29 b 37.31 a 3.00 b 2.28 a178.70 a3次降雨平均1 6.85 1.570.05 10.50 27.05 3.96 0.40 30.99 37.26 3.18 1.1787.31†“/”表示结果小于检出限。

同列字母相同表示差异显著，不同则表示差异著。

下同。

4 结论（1) 成熟果园的水土流失往往被忽视。

本试验说明，即使是修建了梯田的成熟果园，如果缺乏其它水土保持措施，在降雨强度大时，水土流失仍然十分严重，同时伴随氮磷钾的流失。

（2)果园水土流失中存在重金属污染现象。

现有研究表明，重金属主要来自于污水灌溉、化肥农药的大量使用、城市垃圾等。

因此，果园需要更加环保、清洁的田间管理。

（3)植被过滤带拦截径流和泥沙等方面发挥重要作用[9]。

因此，作为一种过滤带，无论是人工植草还是自然生杂草，对防治水土流失及重金属污染方面均有很好的效果。

在成熟脐橙果园，如何有效地控制自然生杂草、发挥其水土保持作用应当在今后的研究中加以重视。

参考文献：[1] 吴电明,夏立忠扣,俞元春,等.坡耕地氮磷流失及其控制技术研究进展[J].土壤,2009,41(6):857-861.[2] 方少文,杨洁.江西省红壤土壤侵蚀与防治技术研究[M].郑州:黄河水利出版社,2010:21-28.[3] 莫明浩,方少文,涂安国,等.水土流失面源污染及其防控研究综述[J].中国水土保持,2012,(6):32-33.[4] 李秋芳,宋维峰.农业面源污染及其防治对策研究进展[J].亚热带水土保持,2012,24(2):23-26.[5] 李德荣,董闻达,王锋尖,等.红壤坡地果园不同水土保持措施对磷素流失的影响[J].水土保持学报,2004,18(4):81-84. [6] 牟信刚,陈为峰,史衍玺,等.不同措施在防治山地果园水土流失及面源污染中的应用研究[J].环境污染与防治,2007, 29(12): 916-919.（下转第89页）网络出版时间：2015-04-27 15:56网络出版地址：/kcms/detail/43.1470.S.20150427.1556.028.htmlV ol. 35 No. 5May 2015第35卷 第5期2015年5月 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报Journal of Central South University of Forestry & Technology 收稿日期：2014-08-07基金项目：国家自然科学基金项目（31160178）；国家农业公益性行业科研专项 （201303117）作者简介：周亚东，博士研究生 通讯作者：周兆德，教授，博士生导师；E-mail ：zhouzhaode2012@引文格式：周亚东,周兆德. 基于GIS 与Fragstats 的海南岛森林景观格局研究[J].中南林业科技大学学报，2015,35(5):78-83.Doi:10.14067/ki.1673-923x.2015.05.014http: //随着社会经济的发展和环境的恶化，森林景观格局与森林可持续经营成为研究的热点，也是景观生态学研究的重点方向之一[1]。

对森林景观的结构组成特征和景观斑块间的相互关系进行定量和定性的描述与分析，是揭示其内部变化规律、景观恢复和生态可持续发展的重要途径和措施。

目前的森林生态研究主要集中在个体、种群、群落和森林生态系统尺度上，更需要从景观大尺度大视角上研究森林景观的结构、功能、动态变化以及生态影响等，才能为当前森林资源的管理、合理保护利用以及实现林业可持续经营提供科学的理论支撑和发展方向[2-4]。

近年来，随着GIS 技术的成熟，将景观格局分析软件与GIS 分析相结合的方法被广泛运用到区域森林景观格局的研究与分析当中[5-7]。

目前对景观格局的研究集中在景观格局变化[8-10]、景观格局变化驱动力[11-13]、景观格局的尺度效应[14-16]等方面。

在数据来源上，多采用Quickbird 、SPOT 、ALOS 、Landsat TM 等卫星遥感影像作为研究的数据源[9,17-20]。

景观格局的异质性研究，一是研究景观的空间异质性，二是研究景观的时间异质性问题[21]。

对景观格局的研究多采用景观指数进行分析。

如刘常富等[22]选取了11基于GIS 与Fragstats 的海南岛森林景观格局研究周亚东，周兆德（海南大学 农学院，海南 海口 570228）摘 要：基于海南省森林资源二类调查数据，运用Fragstats 在ArcGIS 平台下进行多个景观指数计算，对海南岛森林景观格局进行分析和研究。

研究结果表明：1）海南岛森林景观格局以人工林、农地和天然林3种景观类型为主，斑块面积高达89%，是海南岛的优势景观类型，也是维持区域生态系统稳定的决定因素；2）天然林分布以海南岛中部地区的白沙、五指山、琼中、乐东等市县的面积最大，最大斑块指数也较高，该地区的天然林基本保持原始植被状态，集中连片, 面积较大，而沿海较发达的市县则天然林景观指数较低；3）部分市县的城市化发展水平较高，森林破碎化程度较高，城市建设呈多中心分散分布。

关键词：森林资源；景观生态；景观指数；多样性；ArcGIS ；Fragstats ；海南省中图分类号：S718.54 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2015)05-0078-06Study on forest landscape patterns based on GIS and FRATSTATS in Hainan provinceZHOU Ya-dong, ZHOU Zhao-de(School of Agricultural, Hainan University, Haikou 570228, Hainan, China)Abstract: Based on the data from the second type inventory of forest resources, through calculating multiple landscape indices by using ArcGIS and Fragstats, the forest landscape arrangements in Hainan province were investigated and studied. The results show that (1) Plantation, farmland and natural forest are the main landscape type in Hainan, accounting for 89% of the total area, and they are the key factors to maintain regional ecosystem balance and ecological security; (2) Natural forests mainly distributed in Baisa, Wuzhishan, Qiongzhong and Ledong cities or counties, the regions had high LPI and low NP, this means that natural forests in the areas remained primitive vegetation state, being distributed in flakes centralized and large contiguous area, while the coastal developed counties had low landscape pattern indexes; (3) Some counties had a rapid urbanization, the forests were fragmented, the city development showed a multi-center scattered distribution pattern.Key words: forest resources; landscape ecology; landscape index; biodiversity; ArcGIS; Fragstats; Hainan province79第35卷中南林业科技大学学报个景观格局指数，对沈阳的森林景观格局动态变化进行评价；王海峰等[23]运用遥感和地理信息系统技术，选取6个景观指数，对湖南株洲的绿地景观进行研究；蒋群星等[24]选取11个景观指数，对桃源县森林景观格局的特征进行分析。