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磨山风景区景观生态研究及保护 摘要 本文通过对磨山景区的梅园、楚天台、朱碑亭、枫香林、樱花园、盆景园、其 它庭园和山地林的调查数据进行统计分析，提出磨山风景区植物多样性的保护对 策。磨山风景区物种丰富，可开发潜力很大：共有植物6 4 6 种，其中树木3 5 8 种， 分属6 4 科1 1 6 属，其中常绿乔木9 0 种，落叶乔木1 4 2 种，常绿灌木4 8 种，落叶 灌木5 3 种，藤本植物2 5 种，蕨类2 6 种，竹类4 7 种，园林草本5 9 种，野生草本 6 8 种，草坪草8 种，水生植物3 2 种，草花植物1 8 种，其他3 0 种。本文在调查物 种资源的同时，借助g i s 分析软件处理影象数据，从斑块格局的形状指数来分析影 响植物景观的宏观因素，提出磨山植物景观生态的保护性措施，推动磨山景区的植 物物种景观的可持续性发展。 结果表明： ( 1 ) 在磨山景区的山地林区域，阳坡的上部与中上部位置，乔木的演替层物 种出现稀缺的现象；阳坡物种数目总体要大于阴坡的物种数量：马尾松成片林面积 过大，易产生大面积的病害。 ( 2 ) 在磨山景区，圃地、成片林地、水面积、建筑面积、灌木林地、草坪、 竹林等斑块中，灌木林地面积较小，破碎程度最高，人为干扰较为严重；草坪面积 也相对较小，不利于生物的繁衍。 ( 3 ) 山地林与圃地总面积较大，分维数与伸长指数较高，平均斑块面积较大， 人为干扰程度较轻，利于物质与能量的迁移。 ( 4 ) 磨山植物种类较为丰富，在园林中具有较高的价值 关键词： 景观多样性； 景观斑块；样方：形状指数 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 a b s t r a c t o nt h eb a s i so fs t a t i s c a l a n a l y s i s o fm e iy u a n , c h ut i a n t a i ，z h u b e i t i n g ， h o u i d a m b a rf o r m o s n a nf o r e s t ，t h ep r u n u ss e r r e u l a t ag a r d e n , t h eb o n s a ig a r d e n ，o t h e r g a r d e n sa n dt h em o u n t a i n o u sr c ：g i o nf o r e s to fm o s h a ns c e n i cs p o t ，t h i sa r t i c l ep u t s f o r w a r ds o m ep r o p o s a l st op l a n tm u l t i p l i c i t yp r o t e c t i o no ft h em o s h a ns c e n i cs p o t t h e m o s h a ns c e n i cs p o th a sal o to fs p e c i e s ，t h ep o t e n t i a lp o t e n t i a li sv e r yb i g t h er e s u l t i n d i c a t e dt h a t , i th a s5 9 8k i n d so fp l a n t s w h i c hi th a s3 5 8k i n d so ft i e sa m o n g , b e l o n g st o6 4f a m i l i a sa n d1 1 6g e n u s e s ；a n di th a s9 0k i n d so fg r e e nt r e e s ，1 4 2k i n d so f f a l l e nl e a ft r e e s ，4 8k i n d so fg r e e nb u s h e s ，5 3k i n d so ff a l l e nl e a fb u s h e s ，2 5k i n d so f l i a n a s e s ，2 6k i n d so ft h ef e m s e s ，4 7k i n d so fb a m b o o ，5 9k i n d so fb o t a n i c a lg a r d e n h e r b ，6 8k i n d so f w i l dh e r b a c e o u s ，8k i n d so fl a w ng r a s sa n d3 2k i n d so f a q u a t i cp l a n t s d u r i n gi n v e s t i g a t i o ns p e c i e sr e s o u r c e s ，w i t ht h ea i do ft h eg i sa n a l y s i ss o f t w a r e p r o c e s s i n gp h a n t o md a t a ，f r o mt h es h a p ei n d e xo ft h em o t t l i n gp a t t e r n ，a n a l y z e st h e m a c r o s c o p i cf a c t o rt oi m p a c tp l a n tl a n d s c a p e ，b yp r o m o t e st h ep l a n tm u l t i p l ep r o t e c t i o n p l a nt ob ea b l et oi m p l e m e n t ，a n dm a i n t e n a n c ep l a n t ss p e c i e sl a n d s c a p es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t f i n a l l y ，p r o p o s et h ep r o t e c t i o nm e a s u r eo fl a n d s c a p ee c o l o g yo ft h e m o s h a ns c e n i cs p o t ，p r o m o t et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h ep l a n ts p e c i e sv i e wo f t h em o s h a ns c e n i cs p o t t h ei n v e s t i g a t i o nr e s u l ti n d i c a t e d ： ( 1 ) i nt h e t h em o u n t a i n o u sr e g i o nf o r e s to ft h em o s h a ns c e n i cs p o t ，s l o p eu p s i d ea n d m i d d l es l o p ep o s i t i o no ft h es o u t h ，t r e e ss u c c e s s i o nl e v e ls p e c i e sa p p e a rt h es c a r c e p h e n o m e n o n ；s p e c i e sn u m b e ri sb i g g e ri nt h es o u t hs l o p et h a nt h a to ft h en o r t hs l o p e t h em a s s o np i n e so ft h ef o r e s ta r g aa r eo v e r s i z e d ，e a s yt oh a v et h eb i ga r e ap l a n td i s e a s e ( 2 ) i nt h em o s h a ns c e n i cs p o t ，p l a n tn u r s e r yr e g i o n ，t h e r ea r el a r g ee x p a n s eo ff o r e s t l a n d ，w a t e ra r e a ，f l o o rs p a c e ，b u s hf o r e s tl a n d ，l a w n ，b a m b o og r o v ea n ds o o ni nm o t t i n g ； b u s hf o r e s tl a n da r e ai ss m a l l ，t h ed e g r e eo fs i z eb r e a k a g eo fw h i c hi st h eh i g h e s t ，t h e j a m m i n gi ss e r i o u s ；l a w na r e aw h i c hi sa l s or e l a t i v es m a l ld o e sn o tf a v o rb i o l o g i c a lt h e m u l t i p l i c a t i o n ( 3 ) t h ea r e ao fm o u n t a i n o u sr e g i o na n dt h ea r e ao fp l a n tn u r s e r yr e g i o ni nt o t a li s b i g ，f r a c t a ld i m s i o na n dt h ee l o n g a t i o ni n d e xo fw h i c hi sh i g l l e r ，a n dt h e i ra v e r a g e m o t t l i n ga r e aa r ea l lb i g g e r ；t h eb o t ho f t h ej a m m i n gl e v e la r es a m l l e ra n df a v o r sm a t e r i a l a n dt h ee n e r g ym i g r a t i o n ( 4 ) i nt h em o s h a nf l o r i s t i cc o m p o n e n ti sr i c h ，w h i c hh a st h eh j 【g hv a l u ei nt h e l a n d s c a p ed e s i g n k e yw o r d s ：l a n d s c a p em u l t i p l i c i t yl a n d s c a p em o t t l i n gq u a d r a ts h a p e - i n d e x i i 磨山风景区景观生态研究及保护 1 前言 景观生态学( l a n d s c a p ee c o l o g y ) 是宏观生态学中的一个新的领域( 肖笃宁，1 9 9 4 ； 李哈滨，1 9 8 8 ；f o r m a na n do o d r o n ，1 9 8 6 ) ，并且在近年来受到高度重视。景观生态 学足德国地理学家c t r o l l 于1 9 3 9 年首先提出并应用的，在2 0 世纪6 0 年代到7 0 年代初 期形成的- - i 1 独立的生态学分支。它的研究领域、原理的基本轮廓是由欧洲的地理 学家、植物地理学家根据传统的区域地理学和生物地理学发展而形成的，北荚的景 观生态学研究虽然滞后于欧洲。在2 0 世纪8 0 年代，景观生态学得以迅猛发展，并逐 渐成为世界上资源，环境、生态方面研究的一个热点，其作用被越来越多的研究者 所认识和强调( 肖笃宁、李秀珍，1 9 9 7 ；肖笃宁，1 9 9 1 ；f o r m a nr t t ，1 9 9 5 ； 一f o r m a nr t - e1 9 9 5 ft u r n e rm ：g i1 9 8 9 k 一并且在等级理论、分形理论i 渗透 理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径等方面，为景观生态 学增添了新的内容和特点。 生态学的景观通常具有如下5 个方面的特征：景观由不同空间单元镶嵌而成， 具有异质性；景观具有明显形态特征和功能联系的地理实体；景观既是生物的栖 息地，更是人类的生存环境；景观是处于生态系统之上，区域之下的中等尺度： 景观具有经济、生态、文化的多重属性，它不断从相邻学科吸取营养，借助相关学 科的理论来发展本学科理论基础。作为本学科的景观生态学给生态学和地理学带来 了新的思想和新的方法，己成为生态学和地理学的前沿学科之一。 我国加入世贸组织后，经济贸易和旅游服务贸易的扩大，必然带动更广泛更频 繁的文化交流。为此，在关注风景区景观生态与文化融合问题的同时，我们也不能 忽视国家风景资源植物多样性问题。我们不仅仅把风景资源看作是某个区域、某个 国家的文化财富或资源，而应该从全球生态环境和人类文明的更为广泛的视角去认 识其价值。我们要处理本地植物多样性与外来引种植物的关系，在充分利用外来植 物资源的基础上，注重探索、挖掘和研究我国风景名胜区的生物多样性的规律与特 征，防止风景名胜区的本土环境资源与外来植物资源的异化，提高风景区的景观生 态环境，这是一个非常重要的问题。风景名胜区的文化多样性是体现区域、民族、 乃至国家文化特色的重要方面，而植物资源多样性是生物与文化景观多样性的基 础，越强调民族文化的本土化，就越应该重视与植物多样性的依托关系。一旦失去 了文化多样性，也就失去了文化的民族性，从而也失去了文化的国际性。 因此，风景区在体现地域文化的同时，也在为人们提供休闲和静心养性的场所。 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 乱砍乱伐、恶意毁坏林木资源、开发与引种资源不当等行为是直接破坏景区景观多 样性的因素，同时游人游憩活动也足对植物影响的一个间接因素。人类的作用是最 复杂的过程，在景观规划中，它直接左右着生物和非生物的过程( 徐化成1 9 9 6 ) 。当 人类行为作用引起的环境结构与状态的改变不超过一定限度时，环境系统的自动调 节功能可以使结构和状态恢复到原有的面貌；相反，过度的干扰植被群落，超过环 境的弹性调节，就会毁坏人类赖以生存自然空间在我国风景名胜区资源的特殊性、 脆弱性和稀缺性，决定了建立相关的保护植物的措施，制定植物的防护制度，约束人们 损害植物的行为是必要的。因此，保护风景区的最终落脚点是为全人类的可持续性 发展打下坚实的资源和环境的基础。但是，如何协调自然保护区与周边环境的关系 便成为近年来国内国际的研究热点( 李周，1 9 9 6 ；韩念勇，2 0 0 0 ；吴兆录，2 0 0 0 ； 诸葛仁，2 0 0 0 ；张金良，2 0 0 0 ：m s h a c k l e y , 1 9 9 8 ；p a t r i c kl o s h b o m e ，1 9 9 5 ；s a n j a yk n e p a l 1 9 9 5 ) 。本文的研究主要是在收集、调查磨山风景区植物多样性与景观斑块的形状指 数的基础上，从景观生态学的角度分析影响景区景观多样性的因素，并提出如何保 护风景区资源的保护性措施，为风景区植物建立与景区维护工作提供一些建议，希 望对其他的风景区的景观保护与景区可持续性发展提供有利依据。 1 1 景观生态学的概念 景观生态规划与设计思想的产生可以追溯到1 9 世纪朱( 傅伯杰，2 0 0 0 ) ，福尔曼 ( r t t f o r m a n ) 戈德伦( g r g o d r o n ) 合著的景观生态学0 a n d s c a p ee c o l o g y ) l j j 确提 出：景观生态学足以景观为研究对象，研究其结构、功能及变化的生态学科。这一概 念突出了美国生态学研究注重基础理论和生态学过程研究的特点，但是，这种改念 的界定在一定程度上忽视了景观作为人类活动空间的意义，以及人类对景观的反作 用此后徐化成对原有的景观生态学的内容与定义做了扩展，认为景观生态学的研 究内容还包括景观的规划和管理 总之，景观生态学是以景观为对象，通过能量流、物质流，信息流和物种流在地球 表层进行交换，研究景观空间结构、内部功能及时间和空问相互关系的科学它把地理 学研究空间作用的水平方法与生态研究功能相互作用的垂直方法结合起来，探讨空 间异质性的发展和动态，空日j 异质性对生物和非生物过程的影响，对空间异质性的管 理，采用建立时空模型等技术手段来处理问题。正是这些科学家们杰出工作，为后来 景观生态规划的理论和实践的奠定了基础，标志着景观生态规划的产生和形成( 欧阳 志云等，1 9 9 5 ) 。 2 磨山风景区景观生态研究及保护 1 2 景观生态的价值 景观生态资源可提供娱乐与生态旅游等休闲价值，而且数目相当可观。据调查 每年8 4 的加拿大人参加自然休闲娱乐；在美国，每年大约有1 0 0 万的成年人和儿童 加入了自然的娱乐，销费了4 0 亿美元。在此过程中，人们情操所受的陶冶、在潜移 默化中所接受的爱护自然、保护植物多样性资源的教育，是无可估价的。磨山风景 区独具神韵的自然风光、清凉怡人的气候、浓郁久远的楚国文化、丰富的人文景观。 吸引了各方游客。优美的自然环境、完美的生态系统正是吸引游客、发展旅游的重 要保证。要把植物多样性保护、建设良好生态系统作为发展旅游的基本点，并要有与 之相适应的新观念，以及相应的经济、技术、环境和社会政策。将旅游发展立足于植 物多样性保护的基础之上，才能实现旅游业可持续发展的目标。 生态城市的可持续发展，依赖于绿地生态系统的稳定性，而维护系统的稳定性， 一定要保持植物的多样性。近些年来，景观生态学原理和方法在自然保护区的研究 和实践中应用广泛，对生物多样性保护从“物种范式”向“景观范式”的转变起到了推 动作用。景观多样性，景观结构与生物多样性、景观破碎化与异质种群动态以及物 种多样性与景观格局多样性的关系等方面都是景观生态学在生物多样性保护中的 实际应用。随着研究的深入，景观生态学在生物多样性保护中将发挥越来越重要的 作用。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 景观生态学研究现状 目前，在世界各国，景观生态学的原理和方法已经广泛应用于对自然保护区、 风景区以及国有土地的开发建设中。并且对已经形成的景观区域进行景观生态的分 析、评价、设计和规划等。在这些方面，景观生态学的作用足常规生态学所无法比 拟的。国外绿地研究主要是关于城市森林方面的研究，重点集中在改善城市环境质 量( a v i s s a rr ，1 9 9 6 ：g o m e zf ，2 0 0 1 ) 、维持生物多样性( a t t w e l lk2 0 0 0 ；l o f v e n h a f t k e ta l ，2 0 0 2 ) 、提供休闲娱乐( e r k i pfba n d t y r v a i n e nl1 9 9 7 ) 和绿地生态系统 管理( k e n n e d y j ja n dq u i g l e ytm ；m e h t ada n dp a t h a kp 1 9 9 8 ) 等方面在捷克 是沿着景观生态规划和区域整治的方向发展；德国则是开展生态环境的生境研究与 保护性的工作。 在中国景观生态学起步较晚，近年来的发展却引人注目。我国景观生态学研究 从1 9 8 9 年召开的第一次全国景观生态学讨论会之后有了长足进展( 肖笃宁、李秀珍， 3 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 1 9 9 7 ) ，也涌现出了一批高水平的研究论文( 贾宝全等，1 9 9 9 ) 。一些学者利用景观 生态学理论，将其理论深化扩展并应用于风景区的保护与旅游规划中：重庆市江滓 四面山的规划设计的研究( 张述林，1 9 9 8 ) ；人类与自然生物控制共生理论在景观规 划设计中的应用( 张志全、佟守正，1 9 9 7 ) ；开发旅游资源与景观生态协调机制的关 系( 吴江，1 9 9 8 ) ；旅游景观的空日j 设计( 陈剑中，1 9 9 5 ) ；风景名胜区总体规划中 的旅游持续发展研究( 以浙江金华双龙国家重点风景名胜区为例，王仰麟，杨新军) ； 景观生态学在生态旅游景观建设中的应用研究( 徐君亮，叶茂业) ；广东省肇庆葫芦 山风景旅游区生态规划设计( 刘彦，王军，1 9 9 9 ) ；从景观生态学构建城市旅游与规 划的操作模式( 李蕾蕾，1 9 9 6 ) ；区域旅游开发中的景观生态研究( 以云南省安宁市 为例，王仰麟，杨新军) ；肖笃宁、钟林生( 1 9 9 8 ) 就景观分类与评价的生态原则进 行了研究；陈涛( 1 9 9 2 ) 、张惠远( 1 9 9 9 ) 、王仰麟( 2 0 0 0 ) 就景观的生态规划进行了 研究；傅伯杰、陈利顶( 1 9 9 6 ) 就景观多样性进行了研究；张字星( 1 9 9 5 ) 、布仁仓、 李秀珍、肖笃宁( 1 9 9 7 ) 、李团胜( 1 9 9 7 ) 就生态空间理论与景观异质性进行了研究； 赵景柱( 1 9 9 0 ) 、谢志宵( 1 9 9 8 ) 等就景观格局变化进行了研究；俞孔坚( 1 9 9 9 ) 就 景观可达性进行了研究；况平( 1 9 9 4 ) 以北海市为例进行了城市园林绿地系统规划 中的适宜度分析；赵羿( 1 9 9 9 ) 等就景观稳定性进行了研究；就应用而言，对城市 ( 肖笃宁和孙中伟，1 9 9 0 ；李贞等，1 9 9 7 ；肖笃宁等，1 9 9 0 ) 保护生物多样性的行 为越来越受到国际社会的普遍关注。运用生态学原理和技术，借鉴地带性植物群落 的种类组成，结构特点和演替规律，以植物群落为绿化基本单元，科学而艺术地再 现地带性群落特征的城市绿地，从而促使景观多样性得以体现。 1 3 2 国内景观生态保护现状 物种多样性是反映群落中的物种数日，个体数量极其均匀程度的综合数量指标 ( 王伯荪，1 9 8 7 ) 。我国从5 0 年代起就组织了多地区、大规模的生物资源、区系、植 被的综合考察，陆续出版了全国性和地区性的植被专著、动物志、植物志、孢子植 物志和各种经济生物志，为物种多样性编目打下了较好的基础。但是，在多样性这 一领域的整体研究起步较晚、基础薄弱，对许多动植物种类、生态系统和基因水平 的生物多样性研究很不足；生物多样性流失严重，生态系统遭受破坏尚在继续，对于 生物多样性受威胁的程度、原因等缺乏了解，生物多样性动态监测体系还不完整。 随着自然景观向商业现代化的逐渐转变，栖息地的丧失和景观破碎化的增加已经被 广泛的认为是使生物多样性减少的主导原因( h a r r i s ，1 9 8 4 ；w i l s o n ，1 9 9 5 ；s a u n d e r se t a 1 ，1 9 9 1 a ；a 1 v e r s o ne ta 1 ，1 9 9 4 ；m c c u l l o u g h ，1 9 9 6 ；p i c k e t te ta 1 ，1 9 9 7 ；f i e l d e ra n d 4 磨山风景区景观生态研究及保护 k a r e i v a ，1 9 9 8 ) 。因此，加强廊道的建立，维护保护区的完整性，避免斑块过度破碎 也是维护物种多样性的一项重要措施。在保护与调查物种的同时，我们国家建立了 很多植物园，来保护濒危稀有植物种类并建立自然保护区来维护生物的多样性，维 持生态平衡。但是，建园历史比较短，建园超过5 0 年的仅有几个植物园如：庐山植 物园、南京植物园和昆明植物园等。2 0 世纪8 0 年代，中国植物园的数量和规模都十 分有限。8 0 年代后期，各地政府都十分重视植物园的建设，使得中国植物园无论在 数量和规模上都有了很大的发展和提高。目前，中国共有植物园1 2 0 个，遍及全国各 地。尽管国内大部分植物园的规模还不太大，研究水平和园林景观与外国著名的植 物园相比还有较大的差距，但是也有部分植物园已经具有了较高的水平，收集了可 观数量的植物种类，在园林景观上具有一定的特色，在国际上也有一定的知名度和 影响。 目前，世界上有1 5 0 0 个植物园。国外，特别是发达国家对植物园的建设十分 重视，每年都要投入巨资用于植物园的建设、改造、维护和发展。经济发达国家， 如美国、英国、加拿大，日本、澳大利亚、新加坡等都建有世界一流的植物园。近 年来，不少发展中国家，如泰国、马来西亚、印度尼西亚等，也加大了对植物园的 建设投资，都力争建成世界一流的植物园。在诸多的植物园中，英国皇家植物园 邱园、爱丁堡皇家植物园、美国密苏里植物园、纽约植物园、哈佛大学阿诺德树木 园，摩尔本植物园，新加坡国立大学植物园等都是世界上高水平的植物园。值得注 意的是，尽管欧洲许多国家植物园，由于气候寒冷的有利条件成功地引种了许多高 山植物，但是，还没有一个真正的高山植物园。 生物多样性的保护及持续利用问题自1 9 9 2 年联合国环境与发展大会上，生物多 样性公约签署以后，己引起世界各国政府及各界人士的重视( 陈灵芝，1 9 9 5 ) 。 该公约规定：必须对那些威胁生态系统、栖息地或物种的外来物种进行预防引 入、控制或根除。按照公约规定，十年来中国政府积极参与公约后续谈判和国际行 动，为公约的全球实施作出了贡献。现今，中国有二十一处自然保护区加入了世界人 与生物圈保护区网络，二十一处自然保护区列入国际重要湿地名录，三处自然保护 区列入世界自然遗产地，目前这些自然保护区保护了中国7 0 的陆地生态系统、8 0 的野生动物和6 0 的高等植物，使绝大多数国家级重点保护的珍稀濒危野生动植物 得到了保护。目前，美国本土有1 0 万种生物，包括1 6 0 0 0 种蕨类、针叶类、开花 植物。美国估计在十六、十七世纪，有l 的物种灭绝了，现在有1 6 的濒危物种 灭绝了，有的已经列入到联邦保护计划当中了，还有1 5 处于脆弱的状态，成为国 5 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 家不同级别的保护的种类。我们对于植物多样性受威胁的原因缺乏了解，植物多样 性动态变化的监测几近空白。由于人类活动加剧，生境片段化极其普遍。依据已知 的事实和计算数字判断，今后的5 0 年，由于片段化将会促使濒危物种中的1 2 消 失；一个世纪后则有3 4 不复存在。如果这种情况持续下去，我们将只能在保护 区保留6 的热带森林。以现在的破坏速率，5 0 年后这将成为事实，而且如果这一 速率加快的话，甚至连5 都达不到。 此外，盲目引入外地物种，或外来生物意外进入到本土而造成本地生态环境破 坏的例子有很多。干扰了本地的生态环境，破坏了植物秩序平衡。据专家初步调查， 1 u c n 公布，世界上1 0 0 种最坏的外来入侵物种，约有一半入侵了中国。据统计， 每年全国因松材线虫、湿地松粉蚧、荚国白蛾，松突园蚧等森林害虫入侵，危害森 林面积达1 5 0 万公顷。豚草、薇甘菊、紫茎泽兰、飞机草、大米草、水葫芦等已在 中国部分地区大肆蔓延，造成了生物多样性和农业生产的破坏。特别是沿海滩涂和 近海生物栖息地，受大米草等入侵物种的影响，海水交换能力和水质都下降并引发 赤潮，使大片红树林消失。西南部分地区因飞机草和紫茎泽兰群落入侵，造成本地 草场和林木的破坏和衰弱，对自然保护区保护对象构成了威胁。根据不完全统计， 每年外来入侵物种危害造成经济损失约5 0 0 多亿人民币。另一方面，中国曾成功地 引进了国外的玉米、西红柿、罗非鱼、虹鳟鱼等优良动植物品种，并取得了巨大的 社会、经济效益。这说明引进物种有利也有弊，关键在于要有科学的论证，并规范 外来物种的引进审批程序，不能因噎废食。 因此，防治外来入侵物种的威胁和危害，足中国生物多样性保护面临的另一重 要问题。在全球环境基金和联合国开发署的支持下，中国于1 9 9 3 年完成制定并实 施中国生物多样性行动计划。为国家制定生物多样性政策、法律、法规和部门 行动计划、优先项目及开展国际合作起到重要的指导作用。随着公约全面深入地实 施，生物安全、外来入侵物种、遗传资源利用和惠益共享、可持续旅游、传统知识 和文化保护、生态方式应用和生物多样性多个专项领域保护以及公约与防治荒漠 化公约、气候变化框架公约、濒危野生动植物种国际贸易公约等的协调问题， 急需在原行为计划中加以补充和修订。此外，中国西部大开发战略对西部地区生物 多样性保护带来新的机遇和挑战。如何把生物多样性保护纳入西部资源开发和经济 建设及国家各部门计划之中，以实现生态环境的保护和经济社会发展，是修订行动 计划中要解决的另一紧迫问题。支持发展中国家在必要时修订生物多样性保护行动 计划，已列入第六次公约缔约方大会决议中。中国期待与g e f 及其执行机构合作， 6 磨山风景区景观生态研究及保护 以尽快完成行动计划的修订。有关组织部门希望将不同类群与不同水平的研究有机 结合，设立系统性、科学性强的重大项目，全面深入地开展中国生物多样性的保护 以及生物学等基础研究，这已成为当务之急。无论是从中国的实际需要考虑，还是 从缩小与国际同类研究的差距着想，都是十分必要而紧迫的。 1 4 研究的目的与意义 进行风景区生态环境调查，对于植物景观配置与多样性保护方面有着重要意 义。在植物造景方面，过元炯提出用生态学的观点进行植物配置，认为不同的条件 产生不同的植物群落，出现不同的植物景观，这种群落景观具有稳定性，这正是我 们用生态学观点进行植物配置和营造人工植物群落的依据，创造丰富多样的景观层 次，美化环境和提高群落的稳定性。并且可以扩展植物的利用广度；在抚育林业的层 面上，可以根据调查数据做出相应的抚育林业的制度；在保护物种多样性和提高群 落稳定性方面，植物多样性的调查与保护工作更显重要。因此，景区的生态调查与 社会的发展密切相关，其是促进与保护植物多样性的依据和前提。 1 5 论文拟解决的问题与创新点 景观生态是一门研究景观格局和景观过程及其变化的科学。斑块、廊道和基质 是景观生态学用来解释景观结构的基本模式。本文着重从景观斑块的角度来分析人 为活动对其的影响强度，通过对斑块的形状指数等指标的统计分析，以及分析人为 干扰强度较弱的山地林斑块的植物景观多样性，来研究人为干扰较强区域的影响 后果，并且提出相应的景观保护措施，为景区长期可持续性发展提供可靠的依据和建 议。 7 华中农业大学2 0 0 6 届硕七学位论文 2 研究地区的概况 2 1 磨山风景区的地理位置 东湖风景区在1 9 8 2 年被列为国家级重点风景名胜区，磨山景区是武汉东湖风 景区的重要组成部分。磨山地处东经1 1 4 e 2 3 ，北纬3 0 。3 3 ，位于武汉市区西北1 5 公里处，与南界的山体牛头山、风多山、虎口山，斧头山、风筝山和团山等组成了 东西向的山体。磨山有山峰6 座，最高的主峰海拔3 6 2 1 米，形圆如磨，故名磨山。 磨山峰顶建有楚天台、祝融观星像、朱碑亭，山下建有楚城、楚辞轩。磨山总面积 1 4 8 h m 2 ，呈半岛状，由南向北伸入湖心东邻后湖，北抵团湖，西接郭郑湖。该地区 山清水秀，气候温暖湿润。 2 2 磨山风景区自然概况 磨山风景区属武汉东湖风景区的一部分，三面环水，六峰逶迤，形如石磨，称 之磨山，是武汉著名的风景游览圣地之一。它以楚文化为主题，建成的景点有：楚 城、楚市、楚天台、楚才园、离骚碑、祝融观星，其布局别致，凝聚着古色古香的 楚文化气息。楚城以其独特的楚文化在海内外享有盛名，每天上午和下午的开城仪 式甚为壮观，楚天台、滑道广场的编钟乐舞表演，带人进入迷人的远古时期。磨山 还有湖北最大的盆景园、杜鹃园，梅园和蔷薇园、水生花卉园、樱花园、桂花园等 植物观赏园。还有楚山索道、滑道等娱乐项目。如今，磨山梅花已与南京的梅花山、 上海的淀山湖梅园、无锡梅园并称“江南四大梅园”。1 9 9 2 年中国花卉协会、中国梅 花腊梅协会，把磨山的梅园定为“中国梅花研究中心”。现有梅花品种1 5 7 种，占全 国梅花的6 0 ，在近2 0 0 亩的梅园中拥有梅花盆景2 万余株，品种和树木居全国之 首。磨山景区园林管理总面积为1 8 6 2 9 7 4 时( 2 7 9 3 亩) ，生产圃地面积5 73 1 8 6m 2 ( 8 5 9 亩) ( 包括茶园及盆栽摆放面积) ，水面积2 23 0 9 2 吖( 3 3 4 亩) ，道路面积2 0 2 1 6 6 时( 3 0 3 亩) ，成片林面积为4 0 0 2 4 9 r ( 6 0 0 亩) ，观赏庭园绿地为2 8 1 6 1 7 胛 ( 4 2 2 亩) ，建筑占地面积3 4 6 5 2 开( 5 2 亩) 。磨山风景区是武汉市民假日休闲的好 去处。 8 磨山风景区景观生态研究及保护 2 2 1 土壤 磨山景区景观平面图 武汉市区和近郊的土壤大体有两种类型：一是丘陵地区，以黄壤土和棕黄壤为 主，比较集中地区分布在武昌区。武昌区的部分地区为黄棕壤，丘陵地区多为酸性 土壤。二是长江汉水两岸的冲积性土壤，主要分布在青山、白沙洲一带和汉口、汉 阳的大部分地区，土壤多为微碱性。 磨山地区以酸性土壤为主，p h 值在5 5 6 5 ，酸性最高可达p h 4 7 ，有机质含 量在3 左右，全氮量在0 0 5 0 1 ，速效氮在1 0 m g k g 1 以下，全磷量差异较大在 0 0 5 0 5 之间，速效磷含量在5m g k g 1 以下，速效钾含量在1 2 0m g k 矿1 以上。整 体看，磨山地区土壤肥力水平普遍较低，缺少有机质，土质粘，板结，透水性差。 圃地及部分林地由于耕作及落叶归土，土壤结构有明显改善，但是耕作层薄，下层 土壤质地仍然粘重。 2 2 2 气候 磨山风景区多年平均气温在1 6 3 。c ，最低月( 一月) 平均气温为2 8 0 c ，最商 月( 七月) 平均气温为2 9o c ；极端最高气温为3 9 6o c ，极端最低气温为1 6 7o c 。 东湖的气温呈现季节性变化，秋温高于春温。气温在过度季节变化大，如三月至五 月气温升高快，月平均气温升高都在5 0 c 以上：九月至十二月气温下降快，到十二 月的月平均气温降低至6 0 c 左右。 磨山风景区降水丰富，多年平均降水量为1 1 9 1 6 毫米。降水集中在4 - 9 月，占 年降水量的8 0 以上。五、六月份是全年降水量最多的月份夏季降水量最多，冬 季降水量最少，五、六，七月有暴雨出现 冬季以北风和东北风为主；夏季以东南风和西南风为主；秋季偏北风多；春季 9 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 风向不定，变化大。全年风向频率以北一东北风最大，占3 9 ；东南风次之，占 1 9 ；偏西风最小，仅占1 。东湖的年平均风速约1 7 2 4 米秒，最大风速可达 1 3 4 米泌。 2 2 3 地质地貌 磨山三面邻水，南部陆地相连磨山向湖区伸凸，形成半岛，呈现湖岛地貌。 区内大部分为志留系沙页岩黄绿色粉沙岩、泥质页岩及砂岩，岩性软弱。东湖 地段在中生代淮阳地壳运动时期，在南北方向挤压的作用下形成了一系列褶皱构 造，磨山向斜等就是这样形成的。磨山区内有诸多残丘弧立分布，残丘海拔高度一 般在7 0 m - - 1 2 0 m 。由于断裂构造的纵横交织，谷地呈棋盘状分布。 2 2 4 水文 磨山景区北临东湖，全湖平均深度七月为2 4 6 米，十月份为2 1 1 米。最大水 深近6 米。湖水水位涨落变化与降水蒸发、工业及农业用水以及城市排放的废水有 关。东湖平均水温为1 7 7 0 q c ，最高平均水温出现在8 月份，为2 9 8o c ，最低月平 均水温出现在一月份，为4 8 。c 。 1 0 磨山风景区景观生态研究及保护 3 研究内容与研究方法 3 1 研究内容 3 1 1 资料的收集 收集了东湖磨山风景区的植物种类、植物数量、气候、水文、地质、地貌，以 及相关的磨山景区的分区图片、东湖风景区的管理条例，磨山景区的规划等资料。 3 1 2 磨山景区植物资源的统计调查研究 对磨山景区的植物种类资料进行收集，对不同植物种类进行分类，制定专题调 查表。统计园林植物种类与数量；统计磨山景区内的古树名木资源。 磨山景区山地林一角 3 1 3 景区山地林的群落物种多样性调查研究 选取6 个典型植物群落，以群落最小面积为调查面积，进行各群落的调查。植物 样方调查对象为乔木层、灌木层和草本层的测定，测定的样方大小分别为 6 0 0 m 2 ( 3 0 x 2 0 米) ，2 m 2 m ，l m x lm 。其中灌木层采用梅花状五点式设置5 个样方， 同时在灌木层中随机抽取2 个i m x im 草本小样方，共计1 0 个小样方。记录项目主要 包括：各群落所在地的坡度、坡向、坡位和郁闭度乔、灌和草本种类在群落中 的分布状况；群落的主林层、演替层和更新层的状况最后，分析群落的演替方向 与稳定状况 3 1 4 磨山景区的景观斑块分析 依据g i s 软件对遥感图片进行分析，分析不同类型的景观斑块的伸长指数，讨论 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 人为干预对景观斑块的影响程度，分析并讨论影响斑块的强烈区域，采取相关保护措 施 3 1 5 磨山景区植物资源开发与保护 根据磨山景区的不同绿地类型，对专类园、山林地带等区域的实际特点实施相 应的保护措施，针对专类园与人工林地带制定相应的保护和培育机制，实行人工栽 培和人工诱导相结合策略，提出磨山风景区的植物多样性保护措施，确定重点保护 区域与保护类型；充分利用引种与现有的植物种类，坚持适地适树原则完善景区内 的植物造景工作。应用现有景区的植物和适当引种外来植物，营造磨山风景区内的 植物景观，提出植物多样性保护规划的相应措施，提高景区的游览价值。 3 2 研究方法 3 2 1 根据磨山景区的植物种类与数量的调查，依据植物界分类标准进行科、属和 种进行归属，并且划分为优势种、保护级树种、重点保护级树种和濒危树种类别， 统计种群的物种比例 3 2 2 调查山地林的乔木层、灌木层和草本层垂直空间的群落的多样性：调查现有群 落的主林层、演替层和更新层的群落结构，分析群落演替存在问题调查群落的郁闭 度，分析群落结构形成的原因 。 3 2 3 调查斑块形状指数：破碎度、分维数、伸长指数、平均斑块面积、分离度和多 度进行全面分析，综合讨论人为干扰斑块的强烈区域，并提出产生斑块形状指数在人 为条件下产生的原因 3 2 4 根据调查数据提出风景区的保护性措施与未来的规划建议 磨山风景区景观生志研究及保护 4 1 景区植物的物种调查 4 1 1 植物资源的物种调查 4 结果与分析 磨山山地林全景图 磨山景区植物种类丰富，共有6 4 6 种，其中树木3 5 8 种，分属6 4 科1 1 6 属， 其中常绿乔木9 0 种，落叶乔木1 4 2 种；常绿灌木4 8 种，落叶灌木5 3 种，藤本植 物2 5 种；蕨类2 6 种，竹类4 7 种，园林草本5 9 种，野生草本6 8 种，草坪草8 种， 水生植物3 2 种，草花种类1 8 ，其他3 0 。武汉市的植物资源的种类为2 0 4 0 种，磨 山景区的植物种类占武汉市的2 9 。 磨山景区林木资源丰富，常绿阔叶树种有法国冬青、香樟、石楠、广玉兰、含 笑、桂花、假槟榔、夹竹桃、蚊母、苦槠、青冈栎、女贞、金丝桃等；常绿针叶树 种有马尾松、黑松、日本五针松、雪松、湿地松、平头松、南洋杉、柳杉、侧柏、 圆柏、罗汉松、粗榧、红豆杉、罗汉松、千头柏等；落叶阔叶林有合欢、刺槐、喜 树、梧桐、乌桕、臭椿、香椿、樱花、桃、栾树、无患子、榉树、榔榆、枫杨、垂 柳、馒头柳、构树等；落叶针叶树有池杉、水杉、落羽杉、金钱松、落叶松等；从 国外引进的黑松、雪松，英桐、法桐等已经基本适应了磨山的植物生态环境，为景 区增添了景色。 华中农业大学2 0 0 6 届硕+ 学位论文 表1 观赏景点的优势树种 t a b l e1d o m i n a n ts p e c i e so ft h et r e ei nt h es c e n i cs p o t s 1 4 磨山风景区景观生态研究及保护 4 1 2 植物资源物种的统计 磨山景区属于亚热带常绿阔叶林向北亚热带落叶阔叶林过度地带，此地区兼有 北方和南方植物区系的成分。磨山以山地林居多，占风景区的7 0 1 ，主要有常绿 阔叶林和落叶阔叶林组成的混交林，在人工的抚育下形成了马尾松纯林、马尾松和 枫香的混交林；马尾松、栎类樟树混交林；马尾松柏木混交林等。这是在东湖风景 华中农业大学2 0 0 6 届硕士学位论文 区最典型的植被状况。 对风景区观赏景点进行植物种类与数量统计，按照乔木灌木藤本植物加以区 分其中，盆景园、杜鹃园和老樱花园中乔木种类与数量最多；樱花园、杜鹃园和 楚天台周围的灌木植物数量最多，而盆景园杜鹃园灌木种类却最多各个专类园中 乔木灌木与藤本的种类与数量统计见表2 表2 观赏景点的植物数量与种类的统计 ! ! 坠! ! ! ! ! ! ! 望! 垒! ! ! ! ! ! 12 11 塾! ! 坚! ! ! 翌! 垒! ! ! ! 翌! ! ! 壁! 塑 乔木灌木藤本 种类数量种类数量种类数量 1 6 磨山风景区景观生态研究及保护 表3 植物种群统计 t a b l e3 s p e c i e ss t a t i s t i c so ft h et r e e s 4 1 3 植物资源的物种分析 ( 1 ) 乔木类；磨山景区的乔木类树种丰富，在东湖各大景区中，乔木类的种类繁 多，数量较多，生态效益显著。乔木类树种2 3 2 种，常绿阔叶树4 8 种，占植物种 类总数的7 4 ；落叶阔叶树1 3 7 种，占植物种类总数的2 1 2 ；统计表中，落叶树 种的优势明显高于常绿树种，常绿的针叶树种类与常绿阔叶树种类近乎相等，但落 叶针叶类树种却稀缺。在磨山景区中的优势树种比较少，常绿阔叶中的优势树种， 如香樟、红继木、法国冬青、大叶黄杨、深山含笑、广玉兰、含笑、桂花、金桂、 四季桂等，占常绿树种的2 2 9 ，有一定的比例优势；而落叶树种资源丰富，优势 树种比例却最少，仅为1 6 1 ，还有待于开发利用新的阔叶树种。在武汉市内落叶 的针叶树种也是很少的，仅为7 种，而磨山仅存5 种，为金钱松、水杉、落羽杉、 1 7 华中