森林公园生态完整性

生态完整性（Ecologicalintegrity）从狭义上说，包含生态系统健康、生物多样性、稳定性、可持续性、自然性和野生性以及美誉度等；而从广义上说，它是物理、化学和生物的完整性的总和[1]。自1949年AldoLeopold提出生态完整性概念以来，其内涵不断的发展，包括从结构视角、功能视角、自组织视角、人类价值观视角等多个视角来阐述生态完整性的内涵[2]。结构视角认为，生态系统完整性就是生态系统具有其本身的成分(植物、动物和其他有机物)和完整的过程（如生长和再生），强调生态系统的“全部”[3]；功能视角是整体论，强调系统的整体特征，认为生态系统完整性指的是“一种就系统所处的地理位置来说，最佳的演化状态”[4]；自组织视角认为，一个完整的生态系统作为自组织耗散结构，可以通过减熵达到稳态；人类价值观视角认为，一个生态系统是否具有“完整性”，不但取决于系统的结构和功能状态是否可以被人类社会接受，也取决于管理者的价值判断。因此，需要依据区域生态管理的目标和人类对生态环境的利用，给出生态完整性的定义[5]。目前，国内外主要通过如下几种方法评价生态完整性：一是通过选择指示物种进行评价，如2009年Francis等用水生昆虫作为生物指标，采用物种丰富度指数对瓦里河上游和尼日尔河三角洲两地的生态完整性进行研究；二是建立压力-响应指标，2006年Robert等使用pH值、导电率、溪流中植被等多种指标，对沿海平原流域系统的生态完整性进行评价；三是通过建立结构-功能-组成指标来反映一个生态系统的完整性，如关晓睿通过研究景观结构、功能的动态变化，对莫莫格湿地生态完整性变化进行了评估。由于生态完整性定义存在多个视角，选用何种指标来测量完整性，往往是依据于测量者的目标来决定的。为减小旅游开发对生态完整性产生的破坏，本研究利用景观生态学原理[6]，通过对景观格局指数的研究，从系统结构和功能两方面定量化研究青秀山完整性状况，力图为保护区域生态环境和合理的旅游开发提供有益的参考[7]。

1区域概况与研究方法

1.1区域概况

青秀山森林公园位于广西南宁市东南部，北起凤岭分区、西至青山路，南面和东面被邕江环绕，地形上属于湖泊盆地，周围丘陵群山环绕，总体地势呈北高南低，主要分为核心景区、北坡生态保护区及森林植物乐园3大部分，总面积约13km2。区域内海拔63.9～288.3m，最大相对高差为224.4m，由凤凰岭、青山岭等18座小山峰组成，此外，分布的大小池塘以及水域面积共65.62hm2。因地势变化较大，故区域内用地类型较为丰富，目前主要有园地、林地、荒草地、耕地（水田、地）、建筑用地、水体、道路等。景区内植物覆盖率高达86%，生态效益显著，被称为南宁市的“绿肺”。

1.2研究方法

基于景观指数分析生态完整性的前提是确定景观要素的斑块类型。地理信息系统（GIS）是一种专业管理与分析地理空间数据的计算机系统，目前，GIS与遥感相结合的方法，已在区域景观格局研究中得到广泛应用。在实际应用中，将直接提取遥感信息和间接提取地理相关分析信息的两大方法相结合，来获取研究所需的信息。在卫星影像预处理过程中，首先，经过影像匹配几何纠正、滤波处理、HIS与RGB变换等步骤，去掉云层；其次，由于遥感影像信息受到分辨率的限制，直接提取信息是有一定限制的。因此，在进行景观斑块划分的过程中，对于林地、农田、荒草地等用地类型，用自动监督分类与目视纠正结合的方法来提取信息，确定景观斑块类型。

1.2.1生态完整性评价指标体系的确定

Kay指出，一个生态系统的完整性应该反映这个系统的组织状态，这包括功能和结构两个方面。因此，评价生态系统完整性的指标应包括与系统的结构稳定、功能健康和环境干扰相关的指标，如用优势度、破碎化程度来研究的景观结构指标，表示丰富度的景观多样性指标等。由上可见，由于生态完整性评价指标体系涉及广泛，其指标体系的种类和项目也比较多，因此一个指标是否有研究价值，往往取决于研究的目标和研究对象的生态系统发育特征，以及资料获取的可操作性等。由于青秀山森林公园的生物系统资料缺乏，主要考虑陆地植被有关的动态指标，从3个方面来评价完整性：一是生态体系结构指标，二是生境多样性指标，三是破碎化指标。主要测量指标如表1所示。

1.2.2生态体系结构指标的测定

根据景观生态学理论，生态系统功能的好坏一定程度上是由系统的结构来决定的，功能是和相关结构相协调的。而判断一个区域的模地（也称基质），往往是衡量这个区域的结构构成是否合理的开始，这主要是由于模地主导着整个景观环境的特性和变化，其具有区域背景地域特性的特点，所以可以作为衡量一个生态系统状况的重要指标。目前，模地的认定有3个标准，即连通程度高、相对面积大、具备动态调整功能。国际上，优势度值(Do)常常作为判定的定量指标进行研究，优势度Do由密度(Rd)、频率(Rf)和景观比例(Lp)3个因子计算得出，计算公式如下：Do=〔(Rd+Rf)/2+Lp〕/2×100%（1）式中，Rd表示斑块密度，Rd＝（斑块的数目/总面积）×100%；Rf表示频度，Rf＝（含有斑块的样方数/总样方数）×100%；Lp表示景观比例，Lp＝（斑块的面积/样地总面积）×100%。优势度值的大小，决定研究区域的模地类型。优势度差异越大，说明模地的主导作用越强烈。

1.2.3生境多样性指标的测定

在计算生境多样性指标的时候，需要考虑各类型景观斑块的属性，包括面积的大小、分布均匀度以及景观斑块类型的数量等。目前，较为成熟的测定方法是选用Shannon多样性指数来进行定量计算。其计算公式如下：i=1Σ（PilnPi）（2）式中，Pi表示第i种斑块类型在景观中出现的概率；m表示斑块种类数。研究显示，对于给定的m，当Pi=1/m，H达到最大值（Hmax=ln(m)）。由（2）式可以看出，景观结构的丰富程度会随着H的增大而增大。同样m的数值越大，或者各类型景观分布越平均，则表示景观多样性越大；当m=1时，指数H值为零；当区域由两种或者两种以上类型斑块构成，且所占比例为1/m时，斑块多样性最高。