本研究以珠海市淇澳岛红树林保护区作为研究对象，淇澳岛隶属于广东省珠海市，位于香洲与珠江口间，年平均温度为23.9 ℃，最低气温与最高气温分别分布于每年1月以及7月，年均日照时数以及降水量分别为1 906.8 h以及1 958.5 mm，降水多集中于4至9月.岛上具有丰富的植物种类^[6]，具有重要的现实研究意义.淇澳岛红树林保护区中具有大量红树植物以及半红树植物，我国红树植物中大部分均位于此地.

淇澳岛红树林自然保护区，位于广东省珠海市淇澳岛西北部，地理位置居于东经113°36′40″-113°39′15″，北纬22°23′40″-22°27′38″之间，东南、西南与该岛大澳围、东涌、西涌、石井湾接壤，西北及东北与中山、深圳、香港隔海相望，总面积5 103.77 hm².其具体位置见图 1.

保护区内拥野生植物140科398属556种，栽培植物65科106属139种.具体种类见表 1.

将淇澳岛红树林保护区研究区域边框地理千米坐标绘制于淇澳岛分布地图中，选取10个控制点，并记录各控制点具体千米坐标，通过VueScan软件扫描图纸，将图纸转换至TIFF格式，将TIFF格式图片导入ViewGIS软件中，通过ViewGIS软件与卫星地图匹配^[7]，并通过数据提取方法重新采样.利用采样结果分析景观要素，并录入ViewGIS软件中，在ViewGIS软件中输入各控制点植物类型以及属性，并通过图层属性数据库统计控制点各斑块的长、宽以及植物数目等，采用EXCEL 2019软件获取景观格局指数数据指标，选取SPSS25.0软件实施方差校验，选取Fragstat4.2软件计算景观指数，并选取DPS数据处理系统分析植物物种多样性各项指标.研究区域制图以及数据提取技术流程见图 2.

为基于植被景观格局分析研究植物层次化分布格局，选取淇澳岛红树林保护区中具有代表性的10个红树林群落，分别为：秋茄天然林群落、海芒果天然林群落、木榄天然林群落、桐花树天然林群落、海桑天然林群落、卤蕨天然林群落、海漆天然林群落、老鼠簕天然林群落、银叶树天然群落和水黄皮天然林群落.

本研究具体明确景观生态学特点主要有以下几个方面.

(1) 斑块-廊道-基质模型 它是最简单的植物群落景观结构模型，决定了植物群落结构、功能和过程随时间变化的结果.植物群落景观结构由不同大小、数量、形状和位置的斑块组成，不同性质的斑块，它的结构和功能各不相同.廊道有利于物种空间运动和原本孤立的斑块内物种的生存和延续；基质范围广阔，是由相对同质的植物群落组成，具有自身特性，它是面积最广、连通性最强的重要景观元素；植物群落景观中基质常作为背景区域，在很大程度上决定着植物群落的性质.

(2) 景观整体性与连续性 景观整体性反映的是整体和单个要素之间相互联系、相互作用、相互制约的关系.建筑与构筑物空间连接成的网络系统，是具有一定结构和功能的复杂有机体，是在时间和空间上具有高度统一性的整体.景观连续性是指某类景观特征元素在时间和空间上的延伸与渗透，反映了结构、功能和视觉的连贯性.

(3) 景观异质性与多样性 景观异质性是指“由不相关或不相似的组分构成的”系统，它主要来源于自然干扰、人为活动和植被的内源演替，体现在景观空间结构变化和时间变化上. Farina^[8]认为景观异质性包括3种类型：空间异质性、时间异质性和功能异质性.

(4) 景观连接度与破碎化 景观连接度是对景观空间结构单元之间连续性及生态过程、功能联系的度量，包括结构连接度和功能连接度.

为便于研究，每个群落样地面积设置为500 m²，每个样地设置15 m×15 m的样方.通过植物种类、数量、林下植被盖度、植物直径和植物高度等参数研究植物分布格局各项指标.

通过植物重要值确定植物物种优势度.植物重要值是获取植物群落中各植物相对于植物总群落重要性的评价指标^[9].通过植物相对多度、相对显著度以及相对频度获取植物重要值.相对多度是单种植物多度与植物群落多度之比；相对显著度是单种植物高断面积与群落全部植物高断面积和之比；相对频度是单种植物频度与群落全部植物频度之比.植物总优势度为

式中：C′与H′分别表示相对林下植被盖度以及植物重要值.

通过多样性、丰富度、均匀度指数评价植物群落物种多样性^[10].植物的多样性包括Simpson指数、Cody指数以及Sorenson指数.其中多样性Simpson指数为

多样性Cody指数为

多样性Sorenson指数为

式中：P_i表示植物类型总数，G与L分别表示沿生态梯度增加植物物种数量以及沿生态梯度减少植物物种数量，j表示该群落中植物物种总数，a表示样地A的植物物种数量，b表示样地B的植物物种数量.

植物群落物种丰富度指数为

植物群落物种均匀度指数为

式中：N表示斑块类型i的植物个体数量，且$P_{i}=\frac{n_{i}}{N}$.

植物群落中单种植物分布与配置情况决定植物种群空间分布格局^[11].测定植物种群空间分布格局的指标主要有方差均值比、聚块性指标以及负二项分布参数等，可通过以上指标评估植物种群空间分布情况.通过对淇澳岛红树林保护区实地考察，选取方差均值比、平均拥挤指数、聚块性指标以及负二项分布参数研究淇澳岛红树林保护区的植物种群空间分布格局^[12].

研究方差均值比(V/m)指标主要目的为测试植物种群是否符合随机分布.若V/m=1，则该植物种群符合泊松分布；若V/m < 1，则该植物种群符合均匀分布；若V/m>1，则该植物种群符合聚集分布；其中方差与均值计算公式为

其中，V表示样本方差，m表示样本均值，所以

式中：n_i与B分别表示样地中植物数量以及样地数量.设标准差为$\sqrt V $，采用检验法检验方差均值比是否具有统计学意义，通过自由度和置信度分别为B－1与95%的t检验可得：

通过查询置信度分布表，获取检验结果.

当植物数量呈负二项分布时，利用分布参数K衡量聚集度量，通过聚集强度指数法计算负二项分布参数、平均拥挤指数以及聚块性指标，计算公式分别为：

式中，m^*与K分别表示平均拥挤度指标以及衡量植物种群聚集程度指标，其中m^*=m+(V/m²B)，K为负二项参数，且植物种群聚集强度与K值呈反比，当K→∞时，该植物种群聚集强度符合泊松分布.其中I_PA表示聚块性指标，当I_PA=1时植物种群符合随机分布，当I_PA>1时，符合植物种群聚集分布，当I_PA < 1时，符合植物种群均匀分布；I_MC表示平均拥挤指数，选取平均拥挤指数评估植物种群分布格局聚集强度.

植物群落空间分布格局选取景观格局方法评估^[13].通过植物群落的最大斑块指数(I_LP)、相似邻接比、斑块聚合度(I_A)以及丛生性指数4种指标评估植物群落空间分布格局.其中主要通过最大斑块指数以及斑块聚合度评估淇澳岛红树林保护区各群落空间分布格局^[14].最大斑块指数是指该种植物最大斑块面积与景观总面积之比.丛生性指数可体现同种植物位于各斑块内邻接程度变异情况，丛生性指数通常为[-1, 1]，当丛生性指数为-1时，表示该植物以最大程度呈现离散状态；当丛生性指数为0时，表示该种植物呈现随机分布状态^[15]；当丛生性指数为1时，表示该种植物以最大程度呈现聚集分布状态.相似邻接比是某景观相邻斑块数量与总景观相邻斑块数量之比，相似邻接比通常为0~100%，当相似邻接比为0时，代表该种植物未具有相似邻接斑块；当相似邻接比为100%时，代表该景观区域仅存在一种景观类型，即植物聚集度为最大^[16]；斑块聚合度是指与该景观斑块邻接的斑块数量和该景观最大邻接斑块数量之比.其中各指标计算公式为：

式中：I_LP表示最大斑块指数；a_ij表示斑块i×j面积；A表示景观总面积.

式中：I_t表示丛生指标，V与m分别表示样本方差以及样本均值.

斑块分离度可评价景观中各斑块分布的分离情况，是评价斑块连通性的重要指标，其计算公式为：

式中：D_i与S_i分别表示斑块类型为i的距离指数以及面积指数；n与A分别表示斑块总数以及景观总面积； A_i表示景观中斑块类型为i的总面积.

斑块聚合度公式为

式中：g_u与max g_u分别表示该斑块邻接的斑块数量和此种景观最大邻接斑块数量.

结合Fragstat4.2软件数据，带入公式(1)，获得淇澳岛红树林主要植物优势度结果.

淇澳岛红树林具有代表性的13种植物优势度结果见表 2.

分析表 2可知，淇澳岛红树林保护区中优势度大于15%的植物主要有秋茄、海桑、卤蕨、老鼠簕以及许树5种植物，5种植物优势度分别为16.58%，103.58%，43.15%，48.59%以及51.83%.其中秋茄、海桑以及老鼠簕属于真红树植物，卤蕨属于草本类植物、许树属于半红树植物.所调查13种植物中包括6种真红树植物、6种半红树植物以及1种草本类植物.红树林中伴生种主要为芦苇以及互花米草.

通过DPS数据处理系统分析淇澳岛红树林植物种群空间分布格局中各植物多样性指数结果见表 3.

表 3统计结果表明，各群落种群的多样性Simpson指数由大到小依次为，秋茄、海芒果、桐花树、老鼠簕、木榄、银叶树、海桑、卤蕨、水黄皮、海漆；各群落种群的多样性Cody指数由大到小依次为：秋茄、银叶树、木榄、水黄皮、海漆、桐花树、海芒果、老鼠簕、海桑、卤蕨；各群落种群的多样性Sorenson指数由大到小分别为：秋茄、老鼠簕、水黄皮、卤蕨、海漆、海芒果、海桑、银叶树、桐花树、木榄；各群落种群的丰富度由大到小依次为：秋茄、桐花树、卤蕨、海漆、木榄、老鼠簕、海桑、银叶树、海芒果、水黄皮；各群落种群的均匀度由大到小依次为：秋茄、海桑、银叶树、老鼠簕、卤蕨、海芒果、木榄、海漆、水黄皮、桐花树.调查结果表明，各群落间多样性、丰富度、均匀度均未呈现具有统计学意义的差异.

通过以上分析可以看出，秋茄群落的多样性指数以及丰富度、均匀度均为最高，说明淇澳岛红树林中秋茄群落形成群落时间较长，已处于稳定阶段.

通过Fragstat4.2软件获取淇澳岛红树林保护区植物空间分布格局各特征指标，结果见图 3.

观察图 3统计结果可知，各植物特征指标测算结果较为一致.通过检验法检验方差均值比是否具有统计学意义，结果显示，淇澳岛红树林中13种植物仅海漆经变量t检验结果为p < 0.05，差异具有统计学意义；其余植物检验结果均为p < 0.01，差异极具有统计学意义.调查结果显示，淇澳岛红树林保护区各植物空间分布格局近似于聚集分布.

比较各植物空间分布格局的聚集强度，及各植物经排序后呈现差异可以得出：通过负二项参数以及聚块性指标两种指标排序，结果较为接近; 而采用方差均值比以及平均拥挤指数排序，结果差异较大.但采用4种指标排序，海芒果分布聚集程度均为最高，选取负二项参数作为空间聚集度排序主要指标，方差均值比作为辅助指标，另两种指标作为参考指标，可得淇澳岛红树林植物聚集度从大到小的排序结果为海芒果、水黄皮、拉关木、海桑、许树、老鼠籲、秋茄、桐花树、卤蕨、杨叶肖槿、阔苞菊、银叶树、海漆.

沿用表 3中红树林保护区内群落种群名称编号，通过Fragstat 4.2软件计算淇澳岛红树林植物群落种群空间分布格局中各特征指标，结果见图 4.

图 4结果表明，海桑群落的斑块面积为10个群落中面积最大的斑块面积，占总淇澳岛红树林保护区的9.25%，其余群落斑块面积均为总淇澳岛红树林保护区的1%以下. 图 3中各指数均表明，淇澳岛红树林保护区中各群落空间分布格局呈聚集分布状态，其丛生性指数均大于95%，相似邻接比均为92%以上，斑块聚合度均接近1.分析图 3各指标结果可知，聚集度较高的群落主要为海漆、银叶树以及水黄皮，聚集度较低的群落主要为桐花树、海桑以及卤蕨.

通过以上研究结果可以看出，研究区域内植物均呈现聚集分布状态，而整体研究区域中具有聚集度较高的群落以及聚集度较低的群落，说明淇澳岛红树林保护区内植物呈现层次化分布格局.

通过分析淇澳岛红树林保护区研究结果，设计淇澳岛红树林保护区植物层次化分布格局.

为保障景观植物区设计更加科学、合理，在景观设计前确定植物功能类型，依据植物功能性将植物划分为文化、生产、防护、艺术以及卫生类型的层次化分布格局.

确定植物功能类型后，设计师依据各功能的科学性以及合理性设计总体景观，保障景观呈现完美设计效果.设计植物层次化分布格局时，需先考虑良好展示层次化植物区的艺术性以及科学性.设计过程中还应将文化底蕴与设计主旨相结合，满足生态环境标准要求以及植物特征体现.重视功能性的植物层次化分布格局图见图 5.

为避免植物群落景观缺少观赏性，景观的植物层次化分布格局设计过程中，应重视植物的自然配置，尽量减少人为配置，保证所设计植物与整体环境和谐共存，提升整体景观美感.所以设计师选取植物时，需综合考虑景观所属区域地形、地质以及气候等，选取淇澳岛红树林保护区中优势度大于15%的植物主要有秋茄、海桑、卤蕨、老鼠簕以及许树5种植物，重视自然配置的植物层次化分布格局图见图 6.

植物群落可通过孤立种植、丛植、风景带种植以及组植等方式配植.选取孤立种植方式配置植物群落时，可选取单独树种作为景观主要布局，选取单独树种需确保植物观赏价值，可选择丰富度、均匀度最高的秋茄群落.独立树种可种植于大面积水域中央，还可选取与周围场景如桥和木屋相对应部位，通过单独树种形成独特景观，以所选取树种为中点，周围以层次化配置其他适合该地区种植且与独立树种相对应植物.

组植方式按照淇澳岛红树林植物聚集度排序结果为：海芒果、水黄皮、拉关木、海桑、许树、老鼠簕、秋茄、桐花树、卤蕨、杨叶肖槿、阔苞菊、银叶树、海漆.选取1个或2个聚集度高的植物作为该景观区域主体，配植其他聚集度低的植物最终形成植物群落，使整体景观以错落有致的方式呈现，有序排列的植物通过层次化展现符合植被景观格局分析的生态效应，为人们带来强大美感，且维持生态可持续发展^[17].

由于所属地区地形以及地质需求，植物设计师应依据规则配置原则设计植物层次化分布格局.如当所需设计保护区景观地形为湿地时，可选取“网格状”方法配置植物，提升植物层次感，使植物分布格局错落有致，增加景观总体美感.以配植规则性为主的淇澳岛红树林保护区植物层次化分布格局景观见图 7.

景观区植物规则配植原则设计可总结为：

1) 设计道路邻近植被时，应选取护边种植方法设计植物，使植物通过一条或多条线路呈现，植物与植物间距离应保持一致，使植物以统一、有序形式展现；

2) 有特殊需求景观区域，设计时应充分考虑景观丰富性，可选取成图方法设计适合该景观区域植物.

本研究以珠海市淇澳岛红树林保护区作为研究对象，通过植物种群优势度和植物群落物种多样性等指标分析淇澳岛红树林保护区的空间分布格局，验证了该地区植物呈现层次化分布格局.并通过研究结果从保障景观设计科学性、提高艺术观赏性以及提升整体层次感3个角度，设计淇澳岛红树林保护区植物层次化分布格局.