李 武，李 丽，吴巩胜，周 跃，王 鹤

（1.云南师范大学 旅游与地理科学学院，云南 昆明 650500；2.云南财经大学 野生动植物管理与生态系统健康研究中心，云南 昆明 650221；3.云南财经大学 城市与环境学院，云南 昆明 650221）

白马雪山国家级自然保护区景观动态变化研究

李 武1，2，李 丽2*，吴巩胜2，周 跃2，王 鹤3

（1.云南师范大学 旅游与地理科学学院，云南 昆明 650500；2.云南财经大学 野生动植物管理与生态系统健康研究中心，云南 昆明 650221；3.云南财经大学 城市与环境学院，云南 昆明 650221）

基于3S技术，并结合景观生态学方法对白马雪山自然保护区景观格局变化进行研究分析.结果表明，1975—1990年期间，林地、农牧地和非林地面积分别增加48.53 km2、68.85 km2和172.91 km2，景观破碎度和异质性下降，景观优势度和聚集程度明显增加；1990—2000年期间恰好相反，林地、农牧地和非林地面积都有所下降，水体与荒地面积分别增加154.74 km2和36.68 km2，景观破碎度和异质性增加，优势度与聚集程度反而降低.景观格局变化影响区域生态环境与生物多样性的保护机制，因此对不同时段景观变化研究具有重要意义.

3S技术；白马雪山；景观变化

景观格局的动态研究过程，其目的是掌握其动态变化规律，进一步准确认识自然保护区面临的各种生态问题，作为有效保护生物多样性的前提条件.景观动态变化研究一直以来是景观生态学的核心问题.具体表现为景观结构、景观功能、景观的空间格局随着时间的变化情况[1-2].景观上表现出来的变化是景观各种内部因素与外部因素相互作用的结果，使得景观从不同状态互相转变[3-4].景观发生变化主要以内、外两种驱动力因素起到干扰作用.这种变化趋势包括自然方面、生物方面和人类活动等复杂的相互作用、相互影响，结果促使景观空间格局及其稳定性发生变化[5].对于白马雪山自然保护区的景观格局的动态变化研究正处于起步阶段，所以进行景观格局变化研究来揭示景观演替的变化机制，在生态环境效应方面具有重要意义.

1 研究区概况

白马雪山自然保护区于1983年定为省级自然保护区，到1988年被国务院正式批准为国家级自然保护区，是以保护滇金丝猴为主的综合自然生态系统为保护对象的国家级自然保护区.

白马雪山自然保护区位于云南省西北部，主要在迪庆州的德钦县和维西县境内.地理位置为东经98°57′～99°25′，北纬27°24′～28°36′之间，保护区包含9个乡镇，分别是德钦县的霞若乡、升平镇和奔子栏乡，维西县内有6个，是叶枝乡、塔城乡、白济汛乡、巴迪乡、攀天阁乡和康普乡.保护区在扩建之前的总面积为17026.22 km2，地貌形态单一，由高大高山组成，结构复杂，小地貌单元有峡谷、山地、平原和冰川冻土地貌.保护区内海拔最低为2040m，最高为5429m，属于亚热带季风性气候，地处低纬度高原区，年温差较小.峡谷间有大量河流形成了区域内独特的地理位置，孕育了丰富的动植物资源，是生物多样性资源丰富区之一.区域内有保存较完整的高山针叶林，种子植物高达1747种，其中国家重点保护的珍稀植物有24种，科、属、种完整，主要有冷杉，云杉和杜鹃等；国家重点保护野生动物有滇金丝猴、云豹、金钱豹和雪豹，除此之外有珍贵鸟类和昆虫.区内地处横断山区中断，地形复杂多样，被称为“寒温带高山动植物王国”.

2 研究方法

2.1 数据处理

研究区数据采用白马雪山国家级自然保护区建立之前的1975年、建立后的1990和2000年的SPORT遥感影像图，以1∶50000地形图进行配准,采用ENVI4.6软件对遥感影像几何精校正，通过Arc⁃gis10.1进行人机交互目视解译，得到3期土地利用覆盖图，经检验可满足研究精度需求.数据处理软件为Arcgis，并结合景观指数计算软件Fragstats4.2完成相关指数计算.

2.2 信息提取与处理

对于保护区的研究目的，根据《中国土地分类系统》（2001）标准，结合研究区实际情况，将景观类型分为6类.分别为农牧地（农业与畜牧业用地）；建筑用地（主要为人工建筑用地）；林地（包括灌木林地、硬叶常绿落叶林、针阔混交林、阔叶林、高山针叶林、云冷杉林、云南松林、华山松林、铁杉、箭竹林和人工经济林）；水体（河流、湖泊和积雪）；荒地（荒山与荒地）与非林地.

通过美国俄勒冈州立大学研发的景观指数计算软件Fragstats 4.2，选取研究需求指数计算得到分析数据.土地利用数据借助Arcgis进行分析，将3期土地覆盖类型图转化为栅格图进行叠加运算，获得不同时段各类景观类型的转移矩阵,利用矩阵变数据反映研究区各类景观的动态变化规律.

2.3 景观指数选择

景观指数作为反映景观格局规律的关键指标，准确选择相应景观指数是科学分析研究区景观格局的重要条件[6-7].根据张秋玲、TURNERMG和陈文波[8-10]等国内外研究学者的观点，选取以下相关景观指数见表1.

表1 研究区景观指数Tab.1 The landscape indexs of the study

3 结果与分析

3.1 保护区景观格局变化

图1—图3分别为1975年、1990年和2000年白马雪山国家级自然保护区景观格局，在整个自然保护区土地利用类型中，林地面积占自然保护区总面积的80%以上，构建了保护区的景观基底，与农牧地、建筑用地、水体、荒地和非林地共同构成保护区的景观斑块类型.在整个自然保护区内林地和农牧地2种景观面积占总面积的91%以上，形成了白马雪山国家级自然保护区的主要的景观格局类型，对保护区景观格局变化与生态系统的结构和功能有着重要影响.

图1 1975年研究区景观格局Fig.1 Landscape pattern in 1975

图2 1990年研究区景观格局Fig.2 Landscape pattern in 1990

图3 2000年研究区景观格局Fig.3 Landscape pattern in 2000

自然保护区由1975—2000年的26年来，各类景观面积的变化见图4.图5表明了6类景观格局面积的增减.林地由保护区确立之前的13645.32 km2增加到 1990年的 13693.85 km2，到 2000年下降到13599.68 km2，减少了0.33%，农牧地面积由3.50%的速度增长，到2000年下降到1.14%，总体增加了1.36%，水体面积是先减少后增加，整体来看是减少了15.8%，非林地面积先快速增加后减少，总体上呈增加，到2000年增加了19.47%，荒地面积与非林地面积恰好相反，先减少后增加，总体趋势为减少，减少了1.96%，然而建筑用地面积基本没有发生变化，保持稳定为0.99 km2.保护区在26年间，林地、水体和荒地景观都有明显的减少，农牧地与非林地景观有增加，建筑用地面积保持不变.

图4 1975、1990、2000年白马雪山国家级自然保护区各景观类型面积变化Fig.4 Variation of the areas of various sections of the landscape

图5 1975、1990、2000年白马雪山国家级自然保护区各景观类型面积具体变化Fig.5 Concrete variation of the areas of various sections of the landscape

表2 1975、1990与2000年白马雪山自然保护区景观指标变化Tab.2 Variation of the landscape indexs of the study in 1975,1990 and 2000

3.2 保护区各景观指数变化

白马雪山国家级自然保护区1975、1990和2000年各类景观指数统计数值见表2.从表中的数值显示表明1975—2000年白马雪山自然保护区的整体面积没有变化，保持在17026.22 km2.1975—1990年，保护区内斑块数量减少，景观格局破碎度明显下降；Shannon多样性指数下降表明区内景观异质性下降，Shannon均匀度指数指数减少使得保护区内景观优势度增加；聚合度指数增大说明各景观类型的聚集度明显增高.1990—2000年之间，斑块数量猛增，促使景观破速度快速上升；而Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数指数都有明显上升，表明保护区内的景观异质性增加、景观优势度下降；聚合度指数稍有下降使得景观聚集程度降低.

3.3 保护区各景观类型不同时期变化

景观类型之间的面积变化可以运用面积转移矩阵表直观反映[11].1975—1990年16 a保护区内6类景观格局面积转移矩阵后见表3.表中数值表明1990年与1975年相比较，由于林地退化、荒地的大量开发利用和积雪融化导致水体减少露出湖盆，保护区内农牧地、林地与非林地面积均有增加.其中农牧地面积增加由林地转化26.69 km2、水体转化24.06 km2和荒地转化15.09 km2，林地面积主要以水体和荒地面积转化，分别为105.66km2和6.43km2.非林地面积增加分别由林地、水体和荒地退化开发转变，分别为14.51km2、140.97km2和17.44km2.水体面积较1990年水体总面积减少了42.19%，荒地的进一步开发利用下降了13.52%.保护区景观类型总面积和建筑用地面积未发生变化.

保护区1990—2000年之间各类景观类型面积转移矩阵数据统计见表4.由表4可见，建筑用地面积和保护区总面积保持不变，其他5类景观面积均有变化.随着保护区内整体开发建设，可用农牧地面积较之1990年减少了1.18%，旅游业扩大，减少了次生林保护和其他用地的规划，林地和非林地分别减少了0.69%和10.71%.水体面积和荒地面积却相对增加，分析可知，有5.38%的农牧地转化为水体，因为涵养水域的需要14.87%的林地和14.46%的非林地演替为水域.荒地面积增加主要有林地、水体和农牧地退化演替，分别为6.46%、5.16%和1.87%.相关数据表明，景观格局的变化一定程度上影响保护区内的生态环境.

表3 1975—1990年保护区各类景观类型面积转移矩阵 （km2）Tab.3 Area transfer matrix of various sections of the landscape from 1975 to 1990 （km2）

表4 1990—2000年保护区各类景观类型面积转移矩阵 （km2）Tab.4 Area transfer matrix of various sections of the landscape from 1990 to 2000 （km2）

4 结论

白马雪山国家级自然保护区6类景观格局除建筑用地景观外都有小幅变化，主要以林地景观构成保护区的基底.1975—1990年之间林地景观增加了48.53 km2，农牧地景观增加了68.85 km2，非林地增加了172.91 km2.水体景观和荒地景观分别减少247.39 km2、42.91 km2.国家级自然保护区建立以来重视保护区森林保护，大量种植林木.同时，气候变暖等自然原因和经济发展促使保护区工农业快速发展、不合理旅游使得局部区域植被破坏和水体面积减少.

1990—2000 年保护区景观格局面积变化与1975—1990年变化恰好相反，但整体变化幅度较小.水体景观与荒地景观面积增加，而林地、农牧地与非林地景观面积减少.小幅度变化表明保护区注重生态环境保护，并采取了相关的积极性措施.但是适应经济发展等条件的制约，林地、农牧地与非林地景观面积出现小幅减少，保护区的破碎化程度没有转变，景观优势度逐步下降.因此，必须进一步提高对白马雪山保护区生态环境的认识，加强区域内各景观类型的保护管理，为保护区内生物多样性目标营造良好区域生态环境.

[1]Forman R T T,Godron M.Landscape Ecology[M].New York:John Wiley&Sons,1986.

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责任编辑：黄 澜

The Research on Dynamic Variation of Landscape of the National Nature Reserve of Baima Snow Mountain

LI Wu1，2，LI Li2*，WU Gongsheng2，ZHOU Yue2，WANG He3
（1.School of Tourism and Geographic Science，Yunnan Normal University，Kunming 650500，China；2.Wildlife Management and Ecosystem Health center，Yunnan University of Finance and Economics，Kunming 650221，China；3.School of City and Environment，Yunnan University of Finance and Economics，Kunming 650221，China）

The paper employed 3S technology and landscape ecology method to study and analyze the variation of land⁃scape pattern of the national nature reserve of Baima Snow Mountain.The result showed that from 1975 to 1990,the acreage of forest land,agriculture and animal husbandry,non-forest land increased by 48.53km2,68.85km2and 172.91km2,respec⁃tively,the fragmentation degree and heterogeneity of the landscape decreased,and the aggregation degree and dominance in⁃creased.However,all of these are contradict with those from 1990 to 2000,the forest land,agriculture and animal husbandry, non-forest land decreased,and the water body and desert area increased by 154.74km2,36.68km2,respectively.The fragmen⁃tation degree and heterogeneity of the landscape increased,polymerization degree and dominance decreased.The variation of landscape pattern influences the protective mechanism of regional ecological environment and biodiversity,so that it has im⁃portant significance to research the variation of landscape in different periods.

3s technology；Baima Snow Mountain；landscape variation

P 93

A

1674-4942（2015）03-0298-05

2015-04-29

国家自然科学基金资助项目（31100351）

*通讯作者