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緒論

1.1 研 究 背 景

生態環境是人類社會經濟系統賴以生存的物質基礎和實現可持續發展的重要保障，然而隨著社會經濟的發展、人類對自然資源的過度利用，使得許多生態系統出現退化，繼而引發了一系列的生態環境問題，如水資源和能源短缺、水土流失、森林減少、環境污染、生物多樣性喪失、土地荒漠化等。尤其是在生態環境脆弱的區域，沙化、石礫化、鹽堿化、水土流失、肥力下降、干旱化、石質化、植被退化、土地適宜性降低、災害頻度和強度增加等問題更是日漸突出。這些不同類型的脆弱表現都是與人類生產生活活動及歷史發展過程相互聯系和相互作用的，最終在經濟社會方面表現出的結果大體一致，即農業生產能力低、工業落后、經濟貧困等。國家環保總局于2006年6月5日，即第三十五個世界環境日上，首次對外了《中國生態保護》白皮書，指出我國生態環境脆弱，其中生態環境脆弱區占國土面積的60%以上，這些嚴重阻礙了我國實現可持續發展的進程[1]。

雜谷腦河位于岷江上游，是岷江上游重要的一級匯水河流之一。雜谷腦河地區植被多以高山暗針葉林為主，該區域森林資源極為豐富，是我國重要的用材林區，也是重要的水源涵養林區，更是目前"天然林資源保護工程"(以下簡稱"天保"工程)實施的主要區域之一，為我國岷江上游生態屏障的重要組成部分。

長期以來，該區域森林資源大規模開發利用，以云杉、冷杉為主要優勢樹種的原始暗針葉林被采伐，隨后進行以云杉為主要樹種的人工更新；同時，白樺等闊葉先鋒樹種的天然更新也普遍而大量地發生。20世紀80年代以后，隨著原始暗針葉林可采資源日趨減少，森林采伐量與更新面積也迅速下降。1998年，天然林資源保護工程正式啟動，川西森林禁伐封育。在經歷大規模采伐、人工更新及禁伐封育后，高山景觀格局都發生了深刻變化，原有天然林、不同恢復階段的人工林、天然次生林共同形成了目前的林分鑲嵌分布格局[2， 3]。

目前，雜谷腦河流域生態問題較為突出，主要問題總結如下。

1. 生態環境復雜、生態系統較為脆弱

雜谷腦河流域集中了資源豐富、環境復雜、生態脆弱等特點，受該地區地質條件的影響，該區具有巖體破碎、地層復雜，地勢相對高差懸殊、山體欠穩，地質基礎弱、地震帶活動頻繁等特點。從而使該區生態環境極其脆弱，地震、滑坡、崩塌、泥石流等山地自然災害頻繁發生，是我國典型的山地型生態脆弱區之一[4， 5]。

2. 人為破壞嚴重、生態系統功能退化

隨著雜谷腦河地區人口數量的增長和社會經濟的發展，大量開礦、修路等人類活動也使得林地被大量侵占。長此以往，不合理的土地利用方式對該區生態系統造成了破壞，生態結構組成也發生了變化，天然林和高覆蓋度草地急劇減少，生態環境質量下降，土地退化和沙化現象突出；同時，鼠害蟲害對草地的威脅也隨之加重，加劇了草地退化和沙化的速度。以上諸多問題的出現，加快了生態系統功能削弱、退化的速度[6]。

3. 落后的農業生產加速生態功能退化

雜谷腦河地區雖然農業開發歷史悠久，但是由于地處偏遠、自然條件惡劣，區內經濟和文化發展水平低，農業生產較為原始和落后。

雜谷腦河流域為干旱河谷區域，地少人多。導致過度放牧、毀林開荒，草地、谷地開荒現象泛濫，除少部分辟為水平梯田外，大多為坡耕地，且多為25°以上陡坡地。由于當地丟荒或煉山等粗放管理，水土流失也十分嚴重，既加劇了土壤退化與旱化，又使河谷生態環境更趨干旱，甚至迫使干旱河谷范圍日益擴展[4]。隨之帶來了加快土壤沙化的速度、增加了滑坡和泥石流的風險、破壞了物種多樣性的保持等諸多生態問題[7]。

1.2 相關概念的解釋

1.2.1 景觀

景觀的定義可概括為狹義和廣義兩種。狹義景觀是指幾十千米至幾百千米范圍內，由不同生態系統類型所組成的異質性地理單元。而反映氣候、地理、生物、經濟、社會和文化綜合特征的景觀復合體稱為區域，狹義景觀和區域可統稱為宏觀景觀。廣義景觀則指出現在從微觀到宏觀不同尺度上的，具有異質性或綴塊性的空間單元。顯然，廣義景觀概念強調空間異質性，其空間尺度則隨研究對象、方法和目的而變化，而且它突出了生態學系統中多尺度和等級結構的特征[8]。

1.2.2 景觀格局

景觀格局通常是指景觀的空間結構特征，它包括景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置。現實中，景觀格局往往是許多因素和過程共同作用的結果，故具有多層異質結構。在景觀生態學中，常涉及多種生態學過程(關于事件或現象的發生、發展的動態特征)，由于格局與過程往往是相互聯系的，即景觀格局影響著生態學過程，因此通過研究景觀格局可以更好地理解生態學過程。

景觀格局是景觀異質性的具體表現，同時又是包括干擾在內的過重生態過程在不同尺度上作用的結果。景觀鑲嵌格局在所有尺度上都存在，且都是由斑塊(patch)、廊道(corridor)和本底(matrix)三種景觀元素構成，即所謂的斑塊–廊道–本底模式。

景觀格局作為景觀生態學研究的基本內容，是景觀生態學從理論研究深入到實際應用的新型產物，通過分析區域土地生態特征，以對它們進行判斷、綜合與評價，可以設計出與區域自然條件相協作的生產方式和生態結構，從而提出生態系統管理的途徑與措施[9]。

景觀格局主要研究群落斑塊、景觀要素、景觀斑塊等的空間變化規律及其影響因子，以及它們的生態關系。格局研究包括不同的尺度，如個體生長狀況所造成的分布格局、植物種群對環境變化直接反應而產生的格局、植物間的相互關系或植物和動物間相互關系而產生的群落格局、多樣的植被類型，以及分類單位在全球范圍內的景觀格局[10]。

景觀格局，即大小和形狀各異的景觀要素在空間上的排列和組合，包括景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置，一般是指空間格局。不同類型的斑塊可在空間上呈隨機型、均勻型和聚集型分布。景觀格局是景觀異質性的具體體現，又是各種生態過程在不同尺度上作用的結果。景觀格局可以有規律地影響干擾的擴散、生物種的運動和分布，營養成分的水平流動及凈初級生產力的形成等。景觀單元間的空間組合對通過其中的生態流有重要的影響，如不同的景觀單元對營養成分的滯留和轉化有不同作用。景觀作為一個整體，具有自身的格局和功能，格局和功能在外界干擾和景觀內部各組成要素本身的自然演替作用下不斷發展變化。景觀格局是由景觀中異質性景觀要素的種類、數量、規模、形狀及其空間分布模式決定的。景觀異質性是產生景觀格局的基礎和主要原因，即景觀異質性導致景觀格局的存在，而景觀格局是景觀異質性的具體體現，它決定著資源和物理環境的分布形式和組分，并制約著各種景觀生態過程。景觀生態學注重研究景觀空間格局的形成、動態及與生態學過程(如種群動態、動物行為、生物多樣性、生態生理和生態系統過程等)的相互關系，這是景觀生態學的顯著特征之一[11]。

1.2.3 生態脆弱性

生態脆弱性研究涉及社會系統、自然生態系統和社會生態耦合系統三大類，由于各項研究背景不同，對其概念的理解各不相同 ，故脆弱性的概念較難明確[12， 13]。

本節脆弱性概念引用IPCC第三次評估報告：即系統容易受到氣候變化造成的不良影響或者無法應對其不良影響的程度，是系統外在氣候變化的特征、強度、速率、敏感性和適應性的函數，這是目前被廣為接受的脆弱性定義[12]。

目前為止，多數學者認為脆弱性研究的基本內容包括系統變化的評估、系統響應變化的敏感性評價、變化對系統造成的潛在影響估測，以及系統對變化及其可能影響的適應性評價[12]。

生態脆弱性研究涉及諸多要素。首先是暴露，即系統接觸外在氣候變化的特征、強度和速率；其次是敏感性，是系統感受和響應氣候變化直接或間接，有利或有害影響的難易和靈敏程度；再次是適應性，即自然或人類社會對已經或預期要發生的氣候變化事件及其可能的影響采取適當的措施，從而趨利避害的能力和行為[12]。

1.3 相關研究現狀及進展

1.3.1 景觀格局研究

經查閱相關資料顯示，國外關于景觀格局的研究起步較早。Forman等于1979年對美國新澤西州瀕海平原松棟林景觀組成與格局進行了研究，較為系統和