西樵山国家森林公园景观健康评估：生态保护、娱乐功能与综合健康分析
摘要
本研究以西樵山国家森林公园为研究对象，基于多功能视角（生态保护、娱乐、双重功能）和多采样单元，构建了景观健康评估指标体系。采用熵权法确定权重，并结合空间分析方法进行景观健康评估。结果显示，生态保护和娱乐功能的健康等级呈现不同分布特征；综合景观健康呈现初期增加、后逐渐减少的趋势。通过分析不同采样单元大小的影响，确认54m \times 54m基本采样单元足以反映公园景观健康状况。本研究提供了一种全面的城郊森林公园景观健康评价方法，为城市规划和管理提供参考。
关键词
城郊森林公园；景观健康评价；多功能视角；多采样单元；熵权法；西樵山
目录
基于多功能视角和多采样单元的城郊森林公园景观健康评价案例研究
城郊森林公园承担着生态保护和市民休闲娱乐的双重功能。传统景观评价方法常基于土地利用类型，未能充分考虑其多功能性。本研究引入生态保护、娱乐和双重功能，构建全面的景观健康评价体系，并采用多种采样单元进行对比分析，旨在为公园综合管理和城市绿地规划提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 研究区域
西樵山国家森林公园位于广东省佛山市南海区西南部（112^\circ56'-113^\circ0' E，22^\circ55'-22^\circ57' N），总面积约1304.84km^2。属南亚热带季风气候，植被丰富，森林覆盖率超95%，主要由亚热带常绿阔叶林组成。该公园是集自然景观、文化底蕴和乡村风情于一体的旅游热点[1]。
1.2 数据来源
使用QuickBird卫星图像（分辨率0.6m），数据来源于GoogleEarth（拍摄日期：2021年10月13日）。利用ArcGIS10.6进行高精度几何校正，误差小于0.5像素。通过目视解译进行图像分类，并于2022年4月和5月进行野外调查验证（共1055个GPS验证点）。总体分类精度和Kappa系数分别为95.25\%和0.95，满足研究要求[2]。
1.3 景观分类
根据“全国第三次土地调查技术规程”标准，结合研究区域特征，划分为5种主要景观类型（农田、草地、水体、森林、建设用地），并进一步细分出12种次生景观类型[3]。
1.4 景观功能分类
本研究从多功能角度拓展了公园片区和走廊景观的分类体系，引入了生态保护、娱乐和双重功能，制定了三层次的景观功能分类系统（表1）。
1.5 景观健康评估的指标体系和方法
构建了反映生态保护、娱乐和双重功能的各种指标和参数（表2），每种功能均包含7个基于斑块的指标和7个基于走廊的指标。双重功能指标（Z4和Z8）通过整合生态保护和娱乐功能的指标得出[4]。
采样单元的选择：
- 基于所有斑块和走廊的中位面积（1273m^2），选择边长为36m的正方形网格作为基本采样单元。
- 同时选择边长为18m（0.5倍）和54m（1.5倍）的正方形网格进行对比分析。
- 排除面积小于采样单元一半的网格单元后，得到18m、36m和54m尺寸的采样单元数量分别为40280、10071和4484个。
1.6 全面评估景观健康的方法
1.6.1 指标权重的确定
选用熵权法确定指标权重，以减少评估过程中的主观性，提高客观性[5]。
1.6.2 景观健康评估
每个采样单元内生态保护（E_i）、娱乐（R_i）和双重功能（C_i）景观的评估值由指标标准化值与其权重系数相乘求和得到。
综合景观健康： Z_i = E_i + R_i + C_i
生态保护功能景观健康： E_i + 0.5C_i
娱乐功能景观健康： R_i + 0.5C_i
评估结果归一化后分为5个等级：非常差（0 \sim 0.2）、差（0.2 \sim 0.4）、一般（0.4 \sim 0.6）、好（0.6 \sim 0.8）和非常好（0.8 \sim 1）。最后，利用ArcGIS和Kriging空间插值方法进行空间可视化[6]。
1.7 方法框架
通过对QuickBird影像进行处理，基于景观和功能分类，构建指标体系，应用熵权法确定权重，最终生成生态保护、娱乐和综合景观健康评估结果。
2 结果与分析
2.1 景观健康的空间分布特征
- 生态保护景观健康： “非常好”和“好”等级的面积占比（1.14\% \sim 1.77\%）极少，主要集中在公园的北部（天珍峰、碧玉洞）、中南部（大科峰、狮岩洞）和西南部（玉琳峰、植物园）。“非常差”和“差”等级占绝大部分（98.14\% \sim 98.86\%）。
- 娱乐功能景观健康： “非常好”和“好”等级的面积占比（6.16\% \sim 17.20\%）相对较高，主要分布在中部（天湖、报峰寺）、中南部（九龙洞、大科峰）以及公园外围地区（白云洞、植物园、影视城、环山湖、居民区）。
- 综合景观健康： “非常好”和“好”等级的面积占比（1.07\% \sim 1.49\%）极少，主要集中在公园的北部和中南部。在36m \times 36m采样单元中，分布范围略有扩大。
2.2 景观健康差异分析
- 生态保护： “非常好”和“好”等级的总面积和网格数量比例呈轻微增长趋势。
- 娱乐功能： “非常好”和“好”等级的总面积和网格数量比例呈轻微增长趋势。
- 综合景观： “非常好”和“好”的总面积比例和总网格数量比例呈现初期增加、后逐渐减小的趋势，但变化不显著[7]。
结论： 不同采样单元大小对生态保护、娱乐和综合景观健康的影响不显著。因此，最大的基本采样单元54m \times 54m足以分析公园景观健康状况。
2.3 森林内部景观因素与景观健康的关系
- 生态保护功能： 随着健康等级提高，森林与非森林面积比例和数量比例均呈现波动变化趋势，并在54m \times 54m单元中呈“N”形波动上升趋势。
- 娱乐功能： 随着健康等级提高，不同采样单元中的森林与非森林面积比例和数量比例均呈“W”形波动下降趋势[9]。
- 综合景观： 随着健康等级提高，不同采样单元的森林与非森林面积比例和数量比例均呈波动下降趋势（如18m和54m中呈“V”形波动下降趋势）[10]。
3 结语
本研究以西樵山国家森林公园为例，通过多功能视角和多采样单元的方法，全面评价了城郊森林公园的景观健康状况，并对生态保护、娱乐和综合景观健康提供了新的认识。研究通过熵权法进行了客观的权重分配，并确认了54m \times 54m基本采样单元的适用性。这样全面的评价方法有望为城市规划和管理提供科学依据，促进城市绿地的可持续发展。
