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空间格局定量分析与尺度效应是景观生态学研究关注的热点与难点之一。景观格局具有尺度依赖性,即尺度效应,要正确理解与合理解释区域景观格局、过程、功能及其交互作用,尺度效应的分析理解是必不可少的。尺度效应通常从粒度与幅度两方面展开分析,粒度是指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积,而幅度是指所考察的景观区域的空间范围。
本文在进行景观格局尺度效应文献综述与理论分析的基础上,以东江中下游地区为研究样区,以2000年广东省土地利用图为基础数据源,在GIS软件支持下,分别变换样区内不同区域景观格局的分析粒度,并对其各土地利用类型和整个景观的空间格局进行定量化表达,研究粒度变化对景观格局分析结果的影响,同时在不同区域间进行对比,分析粒度效应与区域干扰程度间存在的关系。以同样的方法研究幅度变化对景观格局分析的影响。同时以惠州市一条城乡样带为例,研究幅度变化的方向分异。主要得出以下结论:
(1)不同地区景观格局对粒度变化的响应相似,对幅度变化的响应存在差异。对于同一地区,幅度变化的方向不同,产生的影响也不相同。
(2)东莞、惠州、河源景观凝聚度指数对粒度变化响应的变异系数分别为0.0322,0.0118和0.0071;聚集度指数的变异系数分别为0.1872,0.1215和0.1019;最大斑块指数的变异系数分别为0.3499,0.3403和0.1284。表明人为干扰强的地区景观格局的连通程度、聚集程度以及最大斑块指数对粒度变化的敏感程度大于人为干扰弱的地区。因此,分析人为干扰强的地区的景观格局时尤其应注意分析粒度的选择。
(3)东莞、惠州、河源景观格局的斑块密度对幅度变化响应的变异系数分别为0.0841,0.1622和0.3781;Shannon多样性指数的变异系数分别为0.1187,0.1202和0.2218。表明人为干扰强的地区景观格局的破碎程度及景观多样性对幅度变化的敏感程度小于人为干扰弱的地区。因此,分析人为干扰弱的地区的景观格局时尤其应注意分析范围的确定。
(4)不同景观指数的尺度敏感性存在差异。在所选各指数中,斑块密度、最大斑块指数对粒度和幅度的变化均比较敏感;景观类型面积百分比和景观Shannon多样性指数对幅度的变化敏感,但对粒度的变化不敏感;聚集度指数对粒度的变化敏感,但对幅度的变化不敏感;平均斑块分维数和凝聚度指数对粒度和幅度的变化均不敏感。
(5)不同土地利用类型的尺度敏感性也存在差异。与优势景观相比,稀有景观的粒度效应更显著。建设用地是幅度效应最敏感的土地利用类型,但这主要是由幅度变换的方式决定的。
本文研究结果表明,景观格局的尺度效应是普遍存在的,但在不同区域间存在一定的差异。因此,格局分析时,应根据研究区域的景观生态特征选择合适的分析尺度及稳定的景观指数,以降低人为因素对分析结果的影响。