基于景觀格局定量分析法的大黑河生態修復規劃策略研究

董文君 任鵬 胡麗香

摘要：基于景觀生態學原理中的景觀格局模式（斑塊一廊道一基質模式），根據河流的流經區域的自然條件、景觀空間格局特質等，分析得出了河流的景觀格局。通過收集和整理大黑河治理河段CAD地形圖、谷歌衛星圖等，結合現有資料進行了景觀分類與制圖。基于Fragstats對大黑河的斑塊指數和現狀廊道格局指數進行了計算，根據計算結果分析大黑河的景觀空間格局和生態過程，建立其生態格局和過程之間的關系。在此基礎上提出了治理河段的景觀生態結構與規劃布局，以科學合理地指導大黑河生態修復規劃。

關鍵詞：景觀格局分析法;景觀指數;斑塊;廊道;生態修復

中圖分類號：X171 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0109-03

1引言

大黑河的主要發源地位于東經112°46，北緯40°46，為烏蘭察布市下屬卓資縣里子村的南麓區域。它是黃河在內蒙界地內最大的支流，全長大約為225.5km。其主干流從東北向西南順勢流經烏蘭察布市的卓資縣以及其他3個縣，流域占地面積大約為17673km²。大黑河河流流域是內蒙西部地區重要的畜牧業以及工農業的基地，其經濟戰略地位十分顯要。隨著地區經濟社會的發展和生態環境的變化，當地政府和相關部門對大黑河流域的開發與治理提出了新的要求。

2景觀格局分析方法

景觀格局指的是景觀整體上所擁有的空間結構特性，由景觀的單元類型、景觀的單元數目，以及景觀的空間分布及配置組成，是景觀空間結構異質性最為顯著的綜合表現。景觀格局的設計在一定程度上會直接影響到其對應的生態功能和生態過程，例如景觀中資源與物理環境的組合方式以及分布的形式種類、物種的分布以及豐度等過程和功能。隨著科技的發展，景觀格局定量的研究方法已經成為景觀生態學的核心研究內容，其中最主要的分析方法是景觀指數分析法，即對組成景觀格局的斑塊、廊道、基質進行定量的統計與分析，識別出景觀格局的基本空間性的結構特征，如景觀所組成各單元的數量、大小、形狀、景觀多樣性、優勢度、均勻度等。

3大黑河景觀格局分析

3.1景觀水平格局特征分析

對景觀的生態格局進行深入分析是進一步研究景觀生態功能以及景觀的變化重要前提和基礎。研究方法通常是將抽象化的曲、面、線、點等景觀格局要素通過使用空間統計法以及幾何計算數學法等方法進行研究，對研究過程中不同研究對象加以對應的格局解釋。

大黑河景觀的總面積為1026.42hm²，共有95個斑塊，在5個景觀斑塊類型均有分布，斑塊密度為9.26個/100hm²，即100hm²內有9.26個斑塊。大黑河流域的景觀水平格局指數如表1所示。從表1中可見，斑塊整體呈現不規則以及形狀復雜的狀態，在各斑塊類型間的邊界特征顯得較為復雜，斑塊類型間的能量與物質的遷移不夠通暢，整體的景觀多樣性偏低。

3.2斑塊類型的水平格局特征分析

在研究區域內共有五種類型的景觀斑塊，其中綠地所占面積最大，大約為543.53hm²，其所占比重接近達到52.95%;采砂場其次，為250.07hm²，占比24.36%;再次是建設用地97.52hm²，占9.50%;而水體占比7.87%，面積是80.82hm²;未利用地占比最小（54.48hm2），僅占比5.31%。斑塊的個數來看，最多的是建設用地31個;其次是綠地，為24個;最小的是采砂場，只有8個（表1）。

3.2.1采砂場斑塊

采砂場所對應的斑塊面積大約為250.07hm²，共計8個，面積占比大約為24.36%，斑塊面積的平均值大約為31.26hm²，換算為斑塊密度大約是3.20個/100hm²，其所對應的景觀形狀指數數值大約為36.46，計算得斑塊周長面積分維數大約為1.37，景觀的連通度大約是是92.42（表2）。

根據表1以及表2，分析可得，采砂場所擁有的斑塊的數量比較小、斑塊的面積相對較大，并且其對應的斑塊的平均面積最大，說明該區域的斑塊分布整體相對較集中，呈現出的破碎度偏低。同時，采砂場斑塊的邊界形狀復雜，在各個類型的斑塊鑲嵌分布，且景觀的連通度高。由于近幾年采砂挖砂較為嚴重，對場地內的生態環境破壞較大，使場地內形成了許多人為造成的大坑，大面積的砂坑分布在河道主流周邊，破壞了河底的天然防滲結構，對水體的存在產生了較大的威脅。

3.2.2綠地斑塊

綠地斑塊的面積為543.53hm²，共有24個的斑塊，占比為52.95%。景觀形狀指數32.58，周長面積分維數1.30，景觀連通度77.97，平均斑塊面積22.65hm²，斑塊密度4.42個/100hm²。該區域內的斑塊面積最大、斑塊的整體數量及各斑塊的密度值普遍偏高、斑塊均面積相對較大，根據上述數據可知，綠地斑塊整體呈現出破碎度相對較低、分布相對集中的特點。因此，景觀所對應的周長面積分維數和形狀指數與較小、景觀連通度較高。綠地斑塊邊界形狀相對比較規整，與其它各個類型的斑塊鑲嵌分布程度不高。總體來說，目前現有的綠地群落類型較為單一，綠地被其他斑塊分隔導致整體不夠連續，缺乏大面積穩定的綠地斑塊。

3.2.3水體斑塊

水體斑塊面積在大黑河設計范圍內，所占的比例僅為7.87%、面積80.82hm²。共計9個，其中密度較大的大約是11.14，但斑塊均面積較小實際僅為8.98hm²，說明水體斑塊目前已經不是大黑河的基底，呈現出面積少、破碎程度較大、分布比較分散的特點。而其他指數的結果：景觀的形狀指數大約是56.45（較高）;周長面積分維數大約是1.59（較高）;景觀連通度數值為46.89（偏低），說明水體的斑塊破碎度相對較高，分布比較分散。這主要是受人為干擾較大造成的。水系是生態環境的重要組成部分，通過成功的河流景觀規劃與設計，區域文化特色與品位可以得到充分彰顯。日后的生態水域規劃應當突出大黑河的濱水特色，讓大黑河中水體斑塊連續。同時應當營造自然濱水濕地，為生物棲息提供連續的生長遷徙的生態通道。

3.2.4建設用地斑塊

建設用地斑塊的總面積97.52hm²，占比為9.50%。其斑塊數量最多，為31個，斑塊密度53.89，平均斑塊面積3.15hm²，景觀形狀指數最大為68.4²，周長面積分維數1.65，景觀連通度38.75。建設用地斑塊的各項指數說明斑塊的邊界形狀較為復雜、分布較為分散、破碎度較高，與其它各種類型的斑塊呈鑲嵌分布。這種布局特質和模式將影響了區內的生態過程和景觀的視覺特征。今后要統一集中安排場地內的基礎設施建設，整體景觀改造。

3.2.5未利用地

未利用地的斑塊面積最小為54.48hm²，占比為5.31%。其斑塊數量為23個，平均斑塊面積2.37hm²，斑塊密度42.22，景觀形狀指數47.29，周長面積分維數1.46，景觀連通度32.14。對未利用地的研究主要為了對那些區域內無植被覆蓋的土地進行后期的生態修復規劃，以更好地維持和促進大黑河流域的景觀生態格局與過程的連續性（圖1）。

3.3廊道格局分析

大黑河場地的研究范圍內共3種廊道：綠色廊道、藍色廊道、灰色廊道。藍色廊道是大黑河主河道，長度為9203m，占廊道總長的17.80%;大黑河兩側的帶狀綠地是兩條綠色廊道，長度為24410m，占總廊道的長度的47.21%;大黑河右岸的通村道路、南北向的四條橫跨大黑河的城市道路以及堤頂道路是六條灰色廊道，其廊道長度為18097m，占總長的34.99%。大黑河流域范圍內各廊道總密度數值為0.0056m/m²，進一步說明廊道顯得極為缺乏。其中綠色廊道平均寬度較大，總體廊道面積很大為7.65km²，其次是藍色廊道為1.20km²，灰色廊道為0.44km²。

在網絡結構上，大黑河廊道環通度僅為0.27，數值偏低，而綠色廊道和藍色廊道在網絡中回路的欠缺則嚴重影響了廊道內的能量物質的流通以及物種的遷移活動，景觀整體生態效益較低直接導致區域內生物多樣性的減少，對景觀的持續連續性產生不利的影響。灰色廊道的連通度數值較低，大約為0.35，其分布顯示不存在完善的回路及連接系統。所以在規劃中應加強水系的連通性的構建，積極推進河道濕地和兩側綠化的建設，可根據游人實際需要量來合理設置灰色廊道（圖2）。

4大黑河生態結構構建與規劃布局

基于以上構建方法，運用生態學思想，因地制宜的對大黑河實施生態修復，從“林一堤一灘一水”4個方面對大黑河進行生態布局，優化景觀破碎度、連通度等景觀格局指數，最終實現藍、綠、灰交融的、連續的復合型濱水生態廊道的目標。

4.1林——地帶性鄉土森林

大黑河設計范圍內現狀林地斑塊分布較為分散，破碎度較高，不利于穩定植物群落的構建。規劃綠地將現狀林地斑塊連接起來，形成連續的具有地域特色的可持續的鄉土森林棲息地。在植物造景中提倡自然美，創造自然的植物景觀，熱衷自然式種植設計已成為新的設計潮流。防護林寬度在150～300m之間，該尺度足夠支撐其恢復生態棲息地的功能，這樣完善的防護林帶既是生態廊道，又是重要棲息地類型，對恢復生物多樣性具有巨大的推動作用。

4.2堤——生態連續型防洪堤

堤防定位為生態連續型防洪堤，采用土堤結構型式，堤頂寬度為8m，迎、背水側堤坡均采用1：3，堤坡及堤腳采用生態土工袋防護，可覆土，種植小灌木和地被植物，使防護林一防洪堤一草灘實現一體化，形成植物群落的漸變。這樣，堤防在滿足防洪要求的前提下，沒有破壞河道橫向上的連通性，不影響動物棲息和遷移。在河道橫向上，避免隔斷大黑河與兩岸的聯系，若因防洪和開發需要建河堤時，應盡量考慮修建自然多樣的生態駁岸，形成從灘地至岸上的連續的生態岸線，使得河岸、河流水體之間進行充分的水分交換與調節，也具有一定抗洪強度。

4.3灘——典型河漫灘草地

灘地生態修復目標為典型河漫灘草地。河漫灘草地是變化較為劇烈的棲息地類型，也是生物多樣性最為豐富的棲息地類型，河漫灘的復育對河流景觀、河流生態系統也產生重要的影響。針對上游段，修復河灘生境，根據不同植物的生態位置人工豐富植物種類，加速河灘植物群落演替。低河漫灘采用狹葉甜茅+散穗早熟禾群叢、灰脈苔草+針藺群叢、白茅群叢+黃囊苔草群叢;過渡帶采用灰脈苔草+狹葉甜茅群叢;高河灘建議采用蒙草。針對下游段，在現狀植物群落的基礎上，人工補植地帶性野生草花，增加河灘的景觀效果。大黑河地域性野生花草資源也異常豐富，櫳牛兒草、石竹、二色補血草、火絨花、藍盆花、田旋花等等，都是非常具有地方特色的植物品種。

4.4水——健康潔凈水體

現狀水體斑塊破碎度高，水體不連續，而回顧大黑河的歷史，她是一條連續、蜿蜒的河流。我們研究大黑河河流形態的時空變化規律，得出“重自然化，讓自然做功”的河道治理方向，并采用生態的手法重新修復河道，指導河流恢復到歷史上連續蜿蜒的形態。

5結語

生境破碎化導致的生境消失和生境退化是生物多樣性喪失的重要原因。城市生物多樣性是城市持續穩定發展的物質基礎，具有保持生態穩定、調節城市氣候、降低噪音、凈化城市等重要的生態服務功能。景觀格局分析方法在景觀生態研究中具有重要的地位，基于景觀指數的景觀格局分析方法能從幾何特性解釋景觀在斑塊與景觀尺度上的空間特征，能夠詳細地揭示研究區的整體景觀結構及其對應的景觀功能，使針對景觀格局的分析更加完整。基于整體性觀點評估景觀結構的新方法，可以降低設計人員的前期現狀格局和規劃方案格局分析與評價的勞動量，提高效率和準確度。