景观指数筛选研究——以云南省红河县哈尼梯田为例

【作者】 徐远涛； 闵庆文； 白艳莹； 袁正； 李静； 曹智；

【机构】 中国科学院地理科学与资源研究所；

【摘要】 景观格局问题是景观生态学的重要研究内容。景观格局指数作为一种常用的描述景观格局的方法,已得到广泛的应用。近些年来如何选择合理的景观格局指数来表述格局与过程的关系成为了一个重点和难点。尽管指数具有直观性,易操作性,但是在运用指数分析格局的过程很容易忽视生态过程和格局之间相互作用。云南哈尼梯田作为全球重要农业文化遗产地之一,以其悠久的历史和稳定稻作系统闻名于世界。近年来,众多学者从各个不同方面对于哈尼梯田的稻作系统稳定机制,梯田景观多功能性,哈尼梯田的格局变化、水资源评价和营养物质时空变化研究进行了一些探讨,但是没有针对梯田的"森林—村寨—梯田—河流"这种"四素共构"的特殊的景观格局进行深入的研究,并没有验证选取合适的景观格局指数来描述其景观格局。基于理论和实际需求,本文利用红河县2000年的土地利用图,截取宝华乡、甲寅乡、乐育乡、迤萨镇等梯田较为集中分布区域。从面积与边缘、形状、核心面积、隔离度/临近度、聚集度、多样性6个方面选取47个指数进行计算。基于ArcGIS平台,将土地利用图矢量数据转化成栅格数据,栅格大小由30m×30m,以5m为间隔,增加至175m×175m,共计30幅土地利用图。运用SPSS软件,通过Pearson相关分析,47个景观格局指数分为21个小组,组内指数的两两相关性都在90%以上。每组选取代表性的指数,进行主成分分析,得出前五个主成分的方差变量能够占总方差变量的93%。选取旋转后各分量中具有最大相关性的5个景观结构指数来表达主成分的五个因子分别是分散指数Splitting index(SPLIT),斑块面积分布方差指数Patch area distribution(AREA_CV),香浓多样性指数Shannon’s diversity index(SHDI),几何最近邻距离加权平均值指数Euclidean nearest neighbor distance distribution(ENN_AM),总核心面积指数Total core area(TCA)。研究表明,哈尼梯田千百年来作为一种人工系统,具有较高的破碎度。哈尼梯田独特的森林、村寨、梯田、河流的四素同构结构使得简单农业生产系统具有丰富的多样性结构。文章选取的指数适合于与哈尼梯田类似的人工生态系统结构,本文选取指数的方法也可为其他研究人员从事相关研究提供借鉴。更多还原