全 文 ：基于高分遥感影像的滇西北村域景观格局演变
———以大理市低丘缓坡山地开发区为例∗
赵明月　 彭　 建∗∗　 刘焱序　 张　 甜
（北京大学城市与环境学院 ／地表过程分析与模拟教育部重点实验室， 北京 １００８７１）
摘　 要　 人类的开发活动是造成土地覆盖和景观格局变化的主要原因．村域尺度上高强度的
人类开发活动对土地覆盖及景观格局演变的影响规律研究尚不多见．本研究采用 ２００９ 年的
ＧｅｏＥｙｅ⁃１数据和 ２０１４年的 ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ⁃３数据，利用 ＡｒｃＧＩＳ 和 ＥＮＶＩ，基于面向对象和人机交
互的方法解译影像，应用土地利用转移矩阵和景观指数定量研究大理市海东镇低丘缓坡山区
改造过程中的土地覆盖变化和景观格局演变．结果表明： ２００９ 年主要土地覆盖类型是林地、
水田和旱地，占总面积的 ８２．８％，２０１４ 年林地、推平未建地和水田占总面积的 ７０．９％；研究期
间，土地利用变化主要由林地、水田和旱地向推平未建地、建设用地转移，尤其是 ２０１４ 年推平
未建地面积达 ５３１．５７ ｈｍ２，其中，来自林地、旱地和水田的面积分别占 ４２．８％、２１．７％和 １４．２％．
景观空间格局演变表现为斑块数量和密度增加，平均斑块面积变小；边缘指数和形状指数增
加，斑块形状更加复杂；斑块破碎化，整体构成更加多样化．
关键词　 村域尺度； 景观格局演变； 低丘缓坡山地开发区； ＧｅｏＥｙｅ⁃１； ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ⁃３； 滇西北
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）１２－３８０３－０８　 中图分类号　 Ｑ１４９　 文献标识码　 Ａ
Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｃｈａｎｇｅｓ ａｔ ｖｉｌｌａｇｅ ｓｃａｌｅ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｍａｇｅｓ： Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ
ｉｎ ｌｏｗ⁃ｓｌｏｐｅ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａ ｏｆ Ｄａｌｉ Ｃｉｔｙ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． ＺＨＡＯ Ｍｉｎｇ⁃ｙｕｅ， ＰＥＮＧ
Ｊｉａｎ， ＬＩＵ Ｙａｎ⁃ｘｕ， ＺＨＡＮＧ Ｔｉａｎ （Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｅａｒｔｈ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ．
Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１２）： ３８０３－３８１０．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ａｎｄ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔ⁃
ｔｅｒｎｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｆｅｗ ｓｔｕｄｉｅｓ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈｕｍａｎ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌａｎｄ
ｃｏｖｅｒ ａｎｄ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ａｔ ｖｉｌｌａｇｅ ｓｃａｌｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｔａｋｉｎｇ ｌｏｗ⁃ｓｌｏｐｅ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａ ｏｆ Ｄａｌｉ Ｃｉｔｙ，
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｓ ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ， ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｍａｇｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ
ｔｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ａｎｄ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｃｈａｎｇｅｓ， ｉ．ｅ． ＧｅｏＥｙｅ⁃１ ｏｆ ２００９ ａｎｄ Ｗｏｒｌｄ⁃
Ｖｉｅｗ⁃３ ｏｆ ２０１４． Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ⁃ｏｒｉｅｎｔｅｄ ａｎｄ ｈｕｍａｎ⁃ｃｏｍｐｕｔｅｒ⁃ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｉｎ⁃
ｔｅｒｐｒｅｔ ｔｈｅ ｉｍａｇｅｓ ｕｓｉｎｇ ＡｒｃＧＩＳ １０．２ ａｎｄ ＥＮＶＩ ５．２． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ
ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄ， ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｄｒｙ ｌａｎｄ ｉｎ ２００９， ｗｉｔｈ ｆｏｒｅｓｔ， ｂｕｌｌｄｏｚｅｄ
ｕｎｂｕｉｌｔ ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ２０１４， ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ ８２．８％ ａｎｄ ７０．９％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｒｅａ， ｒｅｓｐｅｃ⁃
ｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｄｕｒｉｎｇ ２００９－２０１４， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ｃｈａｎｇｅ ｆｌｏｗｓ
ｗｅｒｅ ｆｒｏｍ ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄ， ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｄｒｙ ｌａｎｄ， ｔｏ ｂｕｌｌｄｏｚｅｄ ｕｎｂｕｉｌｔ ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｌａｎｄ．
Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｂｕｌｌｄｏｚｅｄ ｂｕｔ ｕｎｂｕｉｌｔ ｌａｎｄ ｈａｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ｂｅ ５３１．５７ ｈｍ２ ｉｎ ２０１４， ｗｈｉｃｈ
ｍａｉｎｌｙ ｃａｍｅ ｆｒｏｍ ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄ （４２．８％）， ｄｒｙ ｌａｎｄ （２１．７％）， ａｎｄ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄ （１４．２％）． Ｌａｎｄｓｃａｐｅ
ｐａｔｔｅｒｎ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐａｔｃｈ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ
ｍｅａｎ ｐａｔｃｈ ｓｉｚｅ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｔｃｈ ｓｈａｐｅ， ｔｈｅ ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｃｈｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ
ｄｉｖｅｒｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｖｉｌｌａｇｅ ｓｃａｌｅ； ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｃｈａｎｇｅ； ｌｏｗ⁃ｓｌｏｐｅ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａ； ＧｅｏＥｙｅ⁃１； ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ⁃
３； Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
∗国土资源部公益性行业科研专项（２０１３１１００１⁃２）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｊｉａｎｐｅｎｇ＠ ｕｒｂａｎ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１５⁃０７⁃２０收稿，２０１５⁃０９⁃２１接受．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １２月　 第 ２６卷　 第 １２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｄｅｃ． ２０１５， ２６（１２）： ３８０３－３８１０
　 　 城镇化作为全球变化的驱动力之一，在世界各
地正处于不断加速的进程中［１］ ．城镇化也是地球变
化最直接的表现形式，深刻地影响地区的自然景观
和社会结构［２］ ．人口增长和由此引发的快速城镇化
通过改变自然景观的空间格局，直接影响生态系统
结构、功能和动态［３－５］ ．地表景观内部和外部多重因
素在不同时空尺度上的综合作用导致景观格局一直
处于变化之中［６］ ．随着人类活动的增强、工业化和城
市化的加快，自然和人文景观的变化日趋剧烈［７］ ．景
观格局演变研究长期作为景观生态学的研究热点，
为解释景观格局演变时空规律及其驱动机制提供了
有力依据．２０１１ 年，中国城市人口首次超过农村人
口，城镇化水平超过 ５０％［８］ ．随着城镇化带来的问题
日益凸显和加剧，了解城镇化过程中的景观格局变
化成为理解中国快速城市化生态效应的先导环节．
过去 ２０余年来，国内外学者针对景观格局变化
开展了大量研究，内容涉及耕地［９］、流域［１０－１１］、森
林［１２］、湿地［１３］、城市［１４］、城市绿地［１５］等不同类型的
景观．然而，受制于数据精度等条件，上述研究绝大
多数都在区域、流域等大中尺度展开，对局地村域尺
度的景观研究甚少［５］ ．村域景观是农业⁃农村发展的
主要空间载体，相比于自然景观，通常具有较高的人
口密度和高强度的人类活动，高强度的村域管理通
过驱动生态过程导致了景观的异质性［１６－１７］ ．以往相
关研究大多从乡村景观发展的不同阶段出发，关注
乡村景观提供农产品的生产功能，维护生态环境功
能和美学游憩功能［１８］，在村域尺度上进行土地利用
分类［１９］、土地潜力评价［２０］、乡村旅游评价［２１］等．受
政府规划和村民自发建设的影响，当前中国城郊农
村的景观格局发生了重大的变化，城市用地大量占
用农田和天然植被［２２］ ．在这样的特殊历史时期，研
究村域景观结构及其与人为活动的关系，有助于分
析和认识景观生态过程及其对生态可持续性的影
响，也有助于城市化的健康发展．
依托景观格局指数的计算和分析可以有效刻画
景观格局演变过程，但在深入剖析格局与过程互馈
关系时面临困境［２３］ ．小尺度上细致的地物和精确的
斑块描述可以深化景观格局演变分析，有助于深层
次地理解景观格局与具体人为驱动过程之间的关
联．高分辨率遥感的出现，如 ＩＫＯＮＯＳ、Ｑｕｉｃｋｂｉｒｄ、
ＳＰＯＴ⁃５等为小尺度研究提供了重要的数据来
源［１３，２４－２５］ ．随着遥感卫星的发展，ＧｅｏＥｙｅ⁃１和Ｗｏｒｌｄ⁃
Ｖｉｅｗ⁃３等商业卫星可以提供极高的空间分辨率，便
于分辨更小尺度的特征地物．然而，小尺度景观格局
演变研究作为当前中国景观格局研究的重要发展方
向，现有研究成果大多关注东部发达地区，较少在大
尺度上景观演变缓慢、但小尺度上可能变化剧烈的
西部地区展开．与此同时，我国西南山地丘陵地区经
济发展和耕地保护矛盾突出，在探索山区新型城镇
化与工业化道路中，创新性地选择了偏远式增
长———对远离城区的低丘缓坡山地进行城镇及工矿
开发［２６］ ．低丘缓坡开发将彻底改变开发区山体的自
然景观结构，是典型的小尺度景观格局演变案例．
因此，针对低丘缓坡开发导致的地形变化、不透
水地面增加、绿地和水体景观减少、景观破碎和离散
化，研究景观格局的变化并探究景观演替的规律和
机制，是理解人类活动与自然环境相互关系的重要
途径［２７］ ．本研究以滇西北大理市海东镇山区低丘缓
坡开发区为研究区，选择开发前 ２００９ 年 ＧｅｏＥｙｅ⁃１
影像和开发中期 ２０１４ 年的 ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ⁃３ 影像，绘制
研究区土地利用图，利用 Ｆｒａｇｓｔａｔｓ ４．２ 软件分析研
究区土地利用及景观格局的演变，以期为滇西北低
丘缓坡山地开发提供决策依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
研究区位于大理市洱海东岸，海东镇中南部，紧
邻大理市主城区（图 １），面积 ２０．１５ ｋｍ２，主要开发
类别为工业、城镇和物流，是大理市海东建设核心
区．大理市（２５°２５′—２５°５８′ Ｎ，９９°５８′—１００°２７′ Ｅ）
位于云南高原西部，大理白族自治州中部偏东，全市
面积 １７３８．６３ ｋｍ２ ．大理市属于高原盆地地形，总体
特征是西北高、东南低，四周高、中间低．山川多为南
北走向，高山、湖泊、盆地、丘陵相间分布．境内最高
海拔 ４１２２ ｍ，最低海拔 １３４０ ｍ．大理地处低纬度高
海拔地带，属典型的亚热带高原季风气候，日照充
足、热量丰富、年温差小、日温差大、干湿季分明、四
季不分明．围绕“保护坝区农田，建设山地城镇”的战
略决策，根据国土资源部下发的《低丘缓坡荒滩等
未利用土地开发利用试点工作指导意见》 ［２８］和云南
省国土资源厅编制的《云南省低丘缓坡土地综合开
发利用专项规划（２０１１—２０１５）》 ［２９］，大理市近年来
重点开发海东、凤仪的低丘缓坡土地，研究区则是其
中的重点地区，专项规划年限是 ２０１２—２０１６ 年．本
研究选择 ２００９和 ２０１４年为土地利用变化起、止年，
分别代表开发前和开发中期的土地利用状况．
１􀆰 ２　 数据来源与处理
本研究采用的主要数据为２００９和２０１４年的研
４０８３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 １　 研究区地理位置
Ｆｉｇ．１　 Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ．
究区高分辨率遥感影像，其中，２００９ 年是由 ＧｅｏＥｙｅ⁃
１ 于 １１月 １４日获取，全色分辨率 ０．５ ｍ；２０１４ 年由
Ｗｏｒｌｄｖｉｅｗ⁃３于 １１月 ２１日获取，全色分辨率 ０．５ ｍ．
按照土地利用现状分类国家标准（ＧＢ ／ Ｔ ２１０１０—
２００７） ［３０］和遥感可识别程度，参考村域尺度土地利
用分类的研究经验［１９－２０］，将研究区土地利用类型分
为 １５种，分别是水田、旱地、园地、林地、工矿用地、
住宅用地、科教用地、绿化用地、交通运输用地、其他
建设用地、墓地、推平未建地、河流、水域和裸地．利
用 ＥＮＶＩ ５．２和 ＡｒｃＧＩＳ １０．２，通过面向对象和人机交
互解译得到两期土地利用图．野外实地调研选择 ７０
个样点作为验证，土地利用类型遥感解译正确率为
９５．７％．
１􀆰 ３　 研究方法
本研究采用景观类型转移矩阵和景观格局指数
两种方法，分析研究区土地利用景观格局的时空动
态变化．首先，基于解译的 ２００９ 和 ２０１４ 年景观类型
数据，利用 ＡｒｃＧＩＳ １０．２统计各土地利用类型的面积
比例，并计算土地利用类型转移矩阵．其次，由于描
述空间格局特征的景观指数众多且相关性较强［３１］，
在选择景观指数时依据总体性原则（景观水平与类
型水平的景观指数兼备）、常用性原则（常用的景观
指数更易于理解与交流）、简化原则（充分考虑景观
指数的相关性与可替代性），选择能描述城镇化进
程的指数［３２－３５］，从景观水平上选择以下 ４ 个方面的
景观格局指标：１）斑块面积指数，描述景观的基本
特征，包括斑块数量（ＮＰ）、斑块平均大小（ＡＲＥＡ＿
ＭＮ）、斑块面积标准差（ＡＲＥＡ＿ＳＤ）、斑块密度（ＰＤ）
和最大斑块指数（ＬＰＩ）；２）边界形状指数，反映景观
类型形状的复杂程度和稳定性，包括边界密度
（ＥＤ）、景观形状指数（ＬＳＩ）和斑块分维数（ＦＲＡＣ＿
ＭＮ），其中，分维数值越接近 １，斑块形状越简单，越
接近 ２，形状越复杂；３）聚集度指数，表征景观要素
的聚集和蔓延程度，包括蔓延度指数（ＣＯＮＴＡＧ）和
景观聚集度指数（ＡＩ）；４）景观多样性指数，包括
Ｓｈａｎｎｏｎ 多样性指数 （Ｈ）和 Ｓｈａｎｎｏｎ 均匀度指数
（Ｊ），反映景观组分在结构、功能及随时间变化方面
的多样性，其值越大，表明景观类型越丰富，且面积
比例越均匀［３６］ ．这些指数的概念内涵、计算方法、特
征阈值及其生态学意义详见相关文献［３７－４０］，并
借助 ＦＲＡＧＳＴＡＴＳ ４．２软件来完成其计算过程．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 大理市低丘缓坡山地开发区景观动态变化
２􀆰 １􀆰 １景观面积变化　 对比两期景观格局图（图 ２）
以及景观类型面积比例（图 ３）可以发现，在低丘缓
坡山地开发前的 ２００９ 年，林地、水田和旱地是研究
区的主要景观类型，分别占总面积的 ４３．４％、２０．２％
和 １９．２％，合计 ８２．８％；２０１４年最主要的景观类型是
林地、推平未建地和水田，分别占总面积的 ３２．１％、
２６．４％和 １２．５％，合计 ７１．０％．２００９—２０１４年，各景观
类型的面积发生了不同程度的改变，其中变化最明
显的是林地、水田和旱地面积的减少，以及推平未建
地、工矿用地、科教用地和交通运输用地的增加．
　 　 随着低丘缓坡山地开发工程的推进，目前研究
区正在积极进行低丘缓坡荒地的平整工作，导致推
平未建地面积显著提高，由 ２００９ 年的 ７６．５３ ｈｍ２提
高到 ２０１４ 年的 ５３１． ５７ ｈｍ２，占总面积的比例由
３􀆰 ８％提高到 ２６．４％；其空间分布格局也由 ２００９ 年
的零散分布发展到 ２０１４年的成片分布，集中分布于
研究区中部、南部和东南部．由实地调研可知，这些
推平未建地的推平程度不尽相同，有的地区较平整，
已经整理好的地区甚至开始在地面上建造楼房和附
着物；有的地区只是清理了山区地表植被，地面仍然
不平整，道路也不通．
研究期间，工矿用地、交通运输用地面积和科教
用地面积有所增加，２０１４ 年分别为 ７７．１７、１００．５５ 和
４０．５０ ｈｍ２，但住宅用地增加不明显．工矿用地增加显
著且零散分布，即使是已经开始建设的地区，也是圈
地多、院子大、房屋建设少．这种现象主要是由于平
整土地的前期工作没有完成导致．道路布局由 ２００９
年的“一横一纵”到 ２０１４ 年的纵横交错，尤其是位
于中部偏东新修的纵向道路“下和路⁃沐月路”，向南
延伸到东西走向的机场路，向北到达大竹园村；该路
向北与环山路“天秀路”相交，后者是到达研究区东
部待开发山区的必经之路．科教用地主要分布在研
５０８３１２期　 　 　 赵明月等： 基于高分遥感影像的滇西北村域景观格局演变———以大理市低丘缓坡山地开发区为例　
图 ２　 ２００９、２０１４年研究区景观格局
Ｆｉｇ．２　 Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｉｎ ２００９ ａｎｄ ２０１４．
１） 林地 Ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄ； ２） 水田 Ｗａｔｅｒ ａｒｅａ； ３） 旱地 Ｄｒｙｌａｎｄ； ４） 园地 Ｇａｒｄｅｎ ｌａｎｄ； ５） 裸地 Ｂａｒｅ ｌａｎｄ； ６） 水域Ｗａｔｅｒ； ７） 河流 Ｒｉｖｅｒ； ８） 住宅用
地 Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｌａｎｄ； ９） 推平未建地 Ｂｕｌｌｄｏｚｅｄ ｕｎｂｕｉｌｔ ｇｒｏｕｎｄ； １０） 交通运输用地 Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｌａｎｄ； １１） 工矿用地 Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｌａｎｄ； １２）
绿化用地 Ｇｒｅｅｎ ｌａｎｄ； １３） 墓地 Ｇｒａｖｅｙａｒｄ； １４） 科教用地 Ｌａｎｄ ｆｏｒ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ； １５） 其他建设用地 Ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｌａｎｄ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
图 ３　 ２００９、２０１４年主要景观类型面积统计和变化流
Ｆｉｇ．３　 Ａｒｅａ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｄｕｒｉｎｇ ２００９ ａｎｄ ２０１４．
究区的南部，规划为大理技师学院和大理卫校，其中
大理技师学院基本建设完成，且已经投入使用．村庄
主要是位于西北部的北村和大竹园，西南部的下和
村，东南部的中和村、上和村，以及东北部的尊庄、龙
头村、上登村和石头村．村庄的分布和布局基本不
变，受土地利用规划和征地的影响，除在村庄外围或
者农田附近有零星的新建房屋外，村庄基本没有扩
张．尤其位于东北部的 ４个村庄，与其他地区以水田
隔开，变化很小．一方面规划新批建设用地不允许村
庄新建，同时新开发区的建设、征地等工作的开展，
很大程度改变了当地村民的生计和生活．另一方面，
翻新或者新建住宅充满了很多不确定性，农民更多
的是被迫搬离征地地区或因改善居住环境而购买城
镇商品房．
相对于推平未建地和建设用地的增加，林地、水
田和旱地面积大幅减少．林地面积由 ２００９ 年的
８７５􀆰 ０３ ｈｍ２减少到 ２０１４年的 ６４６．１０ ｈｍ２，所占面积
比例由 ４３．４％降低到 ３２．１％．水田和旱地所占面积
比例也分别由 ２０．２％、１９．２％降低到 １２．５％和 ７．３％，
极大地改变了研究区的景观格局．林地的减少主要
缘于研究区中部、东部大片林地消失．这是因为山地
开发推平了低丘缓坡的荒地，破坏了山地上的林地
景观，使得大片土地裸露出来，形成推平未建地．由
于基本农田保护和当地政府“坝区农田基本不征”
的发展思路，位于研究区北部和东部的水田没有受
到开发的影响，减少的水田主要分布于研究区中部
和南部，主要用于大理技师学院、大理卫校以及下和
村附近旅游用地的开发．研究区旱地主要分布在山
地丘陵，分布零散，由于征地而逐渐撂荒或因开发建
设、推平未建而减少．
２􀆰 １􀆰 ２景观类型转移矩阵　 根据 ２００９ 和 ２０１４ 年土
地覆盖类型图，绘制景观类型转移矩阵，为突出土地
开发期间研究区主要的土地类型转移，面积超过 １０
ｈｍ２的主要土地利用变化流用箭头表示（图 ３）．结果
表明，林地是最主要的流出类型，转化为推平未建地
的面积最多（２７７．５９ ｈｍ２），其次是工矿用地（３２．７９
６０８３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ｈｍ２）、交通运输用地（２１．６４ ｈｍ２）、旱地（１７．７９ ｈｍ２）
和裸地（１５．６６ ｈｍ２）；水田是次主要的流出类型，主要
转化为推平未建地（７５．３７ ｈｍ２）、旱地（２５．１７ ｈｍ２）、工
矿用地（１９．４３ ｈｍ２）、林地（１２．７０ ｈｍ２）和科教用地
（１１．５５ ｈｍ２）；旱地的流出数量也十分可观，主要转化
为林地（１１５．３７ ｈｍ２）、推平未建地（１１５．１６ ｈｍ２）、科教
用地（２３．６５）和交通运输用地（１０．５２ ｈｍ２）．
研究区内山地坡度一般低于 ２５°，水热条件良
好，适宜植被生长，故而低丘缓坡山地最主要的景观
类型是林地，对低丘缓坡等未利用地的综合开发本
质上是对林地景观的转型改造．因此，林地是山地开
发期间最主要的景观转出类型．受人为因素形成的
景观类型主要包括村落与农用地，在研究区也占较
大比例．由于山地开发秉承“坝区农田原则不征，村
庄原则不拆”的发展理念，研究时段内居民住宅用
地变化不大，而村庄附近的水田和旱地征用较多，水
田和旱地明显减少．２０１４ 年研究区推平未建地面积
仅次于林地，是最主要的流入景观类型．这也说明了
目前的开发工作仍处于初期，规划的很多文化旅游
居住等建设用地还没有完全落实．随着低丘缓坡开
发建设强度的进一步加大，推平未建地这种中间过
渡地类必将转移为各类建设用地．
２􀆰 ２　 大理市低丘缓坡山地开发区景观格局变化
对比 ２００９、２０１４年研究区景观格局指数（表 １）
表 １　 ２００９、２０１４年研究区景观格局指数
Ｔａｂｌｅ １　 Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｍｅｔｒｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｉｎ ２００９ ａｎｄ
２０１４
景观指数类型
Ｌａｎｄｓｃａｐｅ
ｍｅｔｒｉｃｓ ｔｙｐｅ
景观指数名称
Ｎａｍｅ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｍｅｔｒｉｃｓ
２００９ ２０１４
斑块面积
Ｐａｔｃｈ ａｒｅａ
斑块数量
Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐａｔｃｈｅｓ
６２５ １０５３
斑块平均大小
Ｍｅａｎ ｐａｔｃｈ ｓｉｚｅ （ｈｍ２）
３．２２ １．９１
斑块面积标准差
Ｐａｔｃｈ ｓｉｚｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ
２３．６７ １８．１４
斑块密度
Ｐａｔｃｈ ｄｅｎｓｉｔｙ
３１．０１ ５２．２５
最大斑块指数
Ｌａｒｇｅｓｔ ｐａｔｃｈ ｉｎｄｅｘ
２３．４８ ２３．２２
边界形状
Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｓｈａｐｅ
边缘密度
Ｅｄｇｅ ｄｅｎｓｉｔｙ （ｍ·ｈｍ－２）
１１２．４７ １７１．５９
景观形状指数
Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｓｈａｐｅ ｉｎｄｅｘ
１４．０７ ２０．７１
斑块分维数
Ｍｅａｎ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｉｎｄｅｘ
１．０６ １．０６
聚集度
Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ
聚集度指数
Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ
９０．２１ ８４．９５
蔓延度指数
Ｃｏｎｔａｇｉｏｎ ｉｎｄｅｘ
６１．０１ ５２．９６
景观多样性 Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数 Ｈ １．６０ １．９０
Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｈａｎｎｏｎ均匀度指数 Ｊ ０．６１ ０．７０
可以发现，研究区斑块数量（ＮＰ）和斑块密度（ＰＤ）
上升很快，分别由 ６２５、３１．０１ 上升到 １０５３ 和 ５２．２５；
平均斑块大小（ＡＲＥＡ＿ＭＮ）则由 ３．２２ 减少到 １．９１；
最大斑块指数（ＬＰＩ）也有所下降，由 ２３．４８ 减少到
２３．２２．这说明由于低丘缓坡开发建设工程的实施，
斑块数量和密度大幅增加，导致平均斑块大小和最
大斑块指数减少．此外，斑块面积标准差反映了土地
覆盖类型的均匀度，值越大表示区域土地覆盖类型
越不均匀．研究时段内，斑块面积标准差（ＡＲＥＡ＿
ＳＤ）由 ２３．６７减少到 １８．１４，说明开发后研究区的土
地覆盖类型面积差异减少．这主要是因为前期的林
地、水田等都是大面积连片分布，开发后山地被推
平，新增建设用地以中小斑块为主．
通常，自然因素形成的景观斑块较复杂，而人类
干扰之后的斑块形状会比较规则，所以斑块形状越
简单，说明其受人类影响越大，也就是人类对其干扰
的强度越大．当所有斑块都是圆形或者正方形时，景
观形状指数（ＬＳＩ）为 １，ＬＳＩ越大，表明斑块形状越复
杂．研究区 ２００９年的 ＬＳＩ为 １４．０７，到 ２０１４年升高到
２０．７１；同时，边缘密度 （ ＥＤ）也从 １１２． ４７ 上升到
１７１􀆰 ５９．景观形状指数与边缘密度增加，说明土地覆
盖类型的边界更加弯曲，可能是因为研究区大部分
的开发建设均是在低丘缓坡地区开展，人类活动仍
然受自然地形地貌的显著制约，难以选择规则的斑
块边界．斑块分维数 （ ＦＲＡＣ ＿ＭＮ）的值域范围为
［１－２］，数值越接近 １，说明斑块的自相似越强，景观
受干扰的程度也越大．研究区 ２００９ 年的 ＦＲＡＣ＿ＭＮ
为 １．０６４，２０１４年为 １．０６３，基本没有发生变化，均非
常接近 １，说明研究区受人为干扰程度较高．
景观聚集度指数体现了景观的聚散性，ＡＩ 值越
大，表明景观类型斑块的聚集程度越高．２００９—２０１４
年，研究区聚集度指数由 ９０．２１ 降低到 ８４．９５，说明
景观斑块集聚度降低，破碎度升高．蔓延度指数描述
景观中不同斑块类型的团聚程度或延展趋势，研究
时段内由 ６１．０１降低为 ５２．９６，表明研究区景观具有
多种要素的密集格局，但景观破碎化程度正在升高．
Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数（Ｈ）和 Ｓｈａｎｎｏｎ 均匀度指
数（Ｊ）是衡量景观多样性的常用指标．Ｈ反映景观要
素的多少及各景观要素所占比例的变化，当景观由
单要素构成时，景观是均质的，多样性指数为 ０，当
景观类型增加或者不同景观类型所占面积比例趋于
相似时，多样性指数上升［４１］ ． Ｊ 则表示一种或几种
景观斑块支配景观格局的程度，即景观多样性对最
大多样性之间的偏差，值越大说明景观类型面积比
７０８３１２期　 　 　 赵明月等： 基于高分遥感影像的滇西北村域景观格局演变———以大理市低丘缓坡山地开发区为例　
例差别越大，其中某一种或某几种景观类型占优势．
研究区 ２００９、２０１４ 年的 Ｈ 值分别为 １．６０ 和 １．９０，Ｊ
值分别为 ０．６１ 和 ０．７０，多样性指数和均匀度指数均
有所上升．这说明各景观类型的面积比例差异在减
少，异质性有所降低．
３　 讨　 　 论
对土地利用变化过程的描述是当前土地变化监
测的重点，而高分辨率遥感影像可以捕捉到村域尺
度山区开发过程中的土地覆盖转移细节信息．本研
究选择大理市海东镇低丘缓坡山区为研究区，解译
了 ２００９年的 ＧｅｏＥｙｅ⁃１影像和 ２０１４年的ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ⁃
３影像，分析土地覆盖变化和转移特点，以及景观格
局演变规律．结果表明，低丘缓坡山地开发专项规划
实施后，研究区土地覆盖和景观格局发生了较大改
变．土地覆盖类型的总体变化是林地、水田和旱地的
减少，推平未建地、工矿用地、交通运输用地和科教
用地面积大幅增加；景观格局演变的总体趋势是开
发后成片分布的水田和林地被破坏，斑块数量和密
度增加，平均斑块面积减小，斑块形状趋于复杂，集
聚度降低、破碎化严重，但景观多样性提高．
３􀆰 １　 村域土地覆盖变化过程
依据国土资源部《低丘缓坡荒滩等未利用土地
开发利用试点工作指导意见》 ［２８］等相关政策，研究
区大面积、大范围进行低丘缓坡开发，缓解了经济发
展所需土地资源紧张与低丘缓坡资源闲置的矛盾，
同时也极大改变了土地覆盖格局．根据大理市城乡
发展思路与定位，海东镇未来的发展方向是开发低
丘缓坡土地资源，建设以休闲度假、滨海旅游、生态
观光、生态工业、仓储物流和文化体育为主导的“新
海东”．
２００９—２０１４年，研究区土地覆盖变化最主要的
特点是林地、水田和旱地大幅减少，推平未建地面积
急剧增长．推平未建地作为山地开发的中间过程，是
一种不稳定状态；从时间尺度上看，推平未建地由林
地、水田和旱地转移而来，并在以后的发展中转换为
工矿用地、交通运输用地、科教用地及其他建设用
地．这一过程在村域尺度上很显著地表现出来，但以
往的大尺度却难以有效识别这一变化过程．
３􀆰 ２　 山地开发过程中的景观格局演变特征
目前，常见的景观格局演变分析都是基于相对
稳定的自然或人工景观，如湿地［３６］、海岸带［４２］和城
市［３］景观等，对处于高强度人类活动干扰中的景观
格局变化研究尚缺少足够的案例．本研究是对小尺
度上高强度人类开发活动影响下的景观格局演变规
律的重要探索．总的来说，山区开发工程实施后，斑
块数量和密度增加，平均斑块面积减小，最大斑块指
数和斑块面积标准差均减少．这是由于开发前大面
积连片分布的林地被推平，规则分布的水田撂荒，斑
块逐渐破碎，土地覆盖类型面积差异减少．虽然 ２０１４
年研究区受人类活动干扰明显高于 ２００９ 年，但
２０１４年的斑块形状却较 ２００９年更为复杂．这一矛盾
主要是由于在村域景观尺度上，研究区受到的人类
干扰增强，成片分布的大自然斑块被散布的小人工
斑块所取代，景观趋于破碎化，但原有的地形地貌格
局仍对人类开发建设活动形成实质制约，人工斑块
也难以形成规则边界．而依据土地利用规划和城市
规划，山地开发后期各用地类型的边界将会趋于规
整，形状指数会相应降低．
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ｖｅｒ ｕｐｐｅｒ ｒｅａｃｈ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应
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８０８３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
［１０］　 Ｚｈｕ Ｊ⁃Ｊ （朱君君）， Ｈｕ Ｙ⁃Ｍ （胡远满）， Ｌｉｕ Ｍ （刘　
淼）， ｅｔ ａｌ． Ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ ｉｎ
Ｈｕｎ⁃Ｔａｉ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ （生态
学杂志）， ２０１１， ３０（１）： １１２－１１８（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］　 Ｌｉ Ｙ⁃Ｂ （李阳兵）， Ｗａｎｇ Ｙ⁃Ｙ （王永艳）， Ｃｈｅｎ Ｑ （陈
琴）． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｅｒｒａｉｎ ｆａｃｔｏｒ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔ⁃
ｔｅｒｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ａｒｅａ：
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（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１２］　 Ｌｉ Ｙ⁃Ｈ （李月辉）， Ｈｕ Ｙ⁃Ｍ （胡远满）， Ｃｈａｎｇ Ｙ （常
禹）， ｅｔ ａｌ． Ｆｏｒｅｓｔ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ ｉｎ
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［１６］　 Ｅｌｌｉｓ ＥＣ， Ｎｅｅｒｃｈａｌ Ｎ， Ｐｅｎｇ Ｋ， ｅｔ ａｌ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｌｏｎｇ⁃
ｔｅｒｍ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ’ｓ ｖｉｌｌａｇｅ ｌａｎｄｓｃａｐｅｓ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，
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［１７］　 Ｅｌｌｉｓ ＥＣ， Ｌｉ ＲＧ， Ｙａｎｇ ＬＺ， ｅｔ ａｌ． Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ
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［４１］　 Ｇｅｎｇ Ｈ⁃Ｘ （耿焕侠）， Ｚｈａｎｇ Ｘ⁃Ｌ （张小林）， Ｌｉ Ｈ⁃Ｂ
（李红波）， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｓｐａｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ
ｏｆ ｌａｎｄ⁃ｕｓｅ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｔ ｃｏｕｎｔｙ ｓｃａｌｅ： Ａ
ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｆｅｎｇｘｉａｎ ｉｎ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｄｅ⁃
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＆ Ｍａｒｋｅｔ （资源开发与市场）， ２０１３， ２９
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［４２］　 Ｆｅｎｇ Ｙ⁃Ｊ （冯永玖）， Ｈａｎ Ｚ （韩 　 震）． ＲＳ ａｎｄ ＧＩＳ
ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｉｎ
ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａｓ： Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ
ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂａｎｋ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｂａｙ． Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ ｆｏｒ
Ｌａｎｄ ＆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ （国土资源遥感）， ２０１１（１）： １２３－
１２７ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 赵明月，女，１９９０年生，博士研究生． 主要从事综
合自然地理学与景观生态研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈａｏｍｙ６４７＠ ｐｋｕ．
ｅｄｕ．ｃｎ
责任编辑　 杨　 弘
０１８３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷