全 文 ：基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级
景观格局特征研究 3
李首成1 ,2 　刘文全2 　程　序1 3 3 　Erle C. Ellis3
(1 中国农业大学农学与生物技术学院 ,北京 100094 ;2 四川农业大学生态农业与区域发展系 ,雅安 625014 ;
3Department of Geography and Environmental Systems , University of Maryland , Baltimore County 21250 ,Maryland ,USA)
【摘要】　以 Erle C. Ellis 建立的村级景观分类和景观制图方法 ,利用 IKONOS高分辨率 (1 m)卫星遥感图 ,
进行典型抽样和地形 →土地利用 →土地覆被 →生态立地的景观分类和分层制图 ,研究了四川盆地中部丘
陵地区村级景观的构成和格局特征 ,并就有关方法作了讨论. 结果表明 ,川中盆地丘陵村级景观类型多样 ,
其多样性指数从地形、土地覆被、土地利用到生态立地变化在 1108～2126 之间 ,丰富度除土地覆被较高 ,
达到 85 %以外 ,其余都较低 ,在 42122 %～58162 %之间. 分布普遍的生态立地类型为 1215 % ,其余 8815 %
的类型都以较大差异分布在各村级景观内. 景观破碎化指数较高 ,不同村级景观之间为 2193～4127 ,地形
到生态立地的破碎度为 2186～5163. 村级景观构成中 ,人口密度、道路面积和农家院落面积与景观格局指
数存在较大程度的线性相关关系 ,但以农家院落面积与景观分形指数、景观破碎度的线性相关显著 ,分别
为 01957 3 和 01991 3 3 . 运用景观 4 级分类和制图方法研究村级景观 ,多数景观格局指标都表现出显著的
统计学差异 ,表明运用高分辨率卫星遥感图研究村级景观 ,以多级景观单元分类研究比单一分类的更能够
反映相关信息 ,增加对村级景观格局的认识和理解.
关键词 　川中丘陵 　村级景观 　IKONOS 　景观分类 　景观格局
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 10 - 1830 - 08 　中图分类号 　Q149 　文献标识码 　A
Characteristic study on village landscape patterns in Sichuan Basin hilly region based on high resolution
IKONOS remote sensing. L I Shoucheng1 ,2 , L IU Wenquan2 , CHEN G Xu1 , Erle C. Ellis3 ( 1 A gronomy and
Biotechnical College , China A gricultural U niversity , Beijing 100094 , China ; 2 Depart ment of Eco2A griculture
and R ural Development , S ichuan A gricultural U niversity , Ya’an 625014 , China ,3 Depart ment of Geography
and Envi ronmental Systems , U niversity of M aryland , B altimore County , M aryland 21250 , USA ) . 2Chin. J .
A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (10) :1830～1837.
To realize the landscape programming of agro2ecosystem management ,landscape2stratification can provide us the
best understanding of landscape ecosystem at very detailed scales. For this purpose , the village landscapes in
densely populated Jintang and Jianyang Counties of Sichuan Basin hilly region were mapped from high resolution
(1 m) IKONOS satellite imagery by using a standardized 4 level ecological landscape classification and mapping
system in a regionally2representative sample of five 500 ×500 m2 landscape quadrats ( sample plots) . Based on
these maps , the spatial patterns were analyzed by landscape indicators , which demonstrated a large variety of
landscape types or ecotopes across the village landscape of this region ,with diversity indexes ranging from 1108 to
2126 at different levels of the landscape classification system. The richness indices ranged from 4212 % to
5816 % ,except that for the landcover at 85 %. About 1215 % of the ecotopes were distributed in the same way in
each landscape sample ,and the remaining 8715 % were distributed differently. The landscape fragmentation in2
dices varied from 2193 to 4127 across sample plots ,and from 2186 to 5163 across classification levels. The popu2
lation density and the road and hamlet areas had strong linear correlations with some landscape indicators ,and es2
pecially ,the correlation coefficients of hamlet areas with fractal indexes and fragmental dimensions were 01957 3
and 01991 3 3 ,respectively. The differences in most landscape pattern indices across sample plots and landscape
classes were statistically significant , indicating that cross2scale mapping and classification of village landscapes
could provide more detailed information on landscape patterns than those from a single level of classification.
Key words 　Sichuan basin hilly region , Village landscape , IKONOS , Landscape classification , Landscape pattern.3 美国国家科学基金 (NSF)资助项目 (grant :DEB20075617) .3 3 通讯联系人.
2004 - 11 - 15 收稿 ,2005 - 03 - 14 接受.
1 　引 　　言
基于景观生态学原理的景观生态规划与设计是
寻找农业生产目标与自然演替的最佳折衷点和自然
景观最佳利用结构、实现农业可持续发展的空间途
径[7 ,10 ,11 ,18 ,23 ,28 ] . 村级景观是一类人口密度较大
(100～2 500 人·km - 2) 的农村区域 ,是农业发展的
应 用 生 态 学 报 　2005 年 10 月 　第 16 卷 　第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2005 ,16 (10)∶1830～1837
主要空间. 高强度的人类活动影响 ,通过改变景观结
构 ,驱动着生态过程的变化[5 ,10 ,11 ,21 ,26 ,31 ] . 所以 ,研
究村级景观结构及其与人为活动影响之间的关系 ,
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 ,有助于农业景观生态规划和生态系统管
理[4 ,10 ,11 ,30 ,32 ,33 ,35 ] .
在研究方法上 ,景观分类和尺度的选择受到众
多学者的关注[2 ,4 ,6 ,13 ,22～25 ,29 ,32 ,34 ] . 多数学者都注
重对样区单一层次景观的格局分析 ,这可能对较大
尺度上的景观分析较为合适. 但对于村级景观 ,由于
其尺度较小 ,采用一般方法很容易掩盖微小景观的
细微特征[6 ,9 ,25 ] . 利用高分辨率卫星遥感图 ,采用同
一村级景观区域多层次景观分类和制图 ,并进行综
合分析 ,更能够检测微小但具有重要生态学意义的
景观单元 ,有利于景观格局和生态过程变化的精确
量化研究 ,如土地利用变化 ,区域土壤碳库变化
等[1 ,9～11 ,19 ] . 四川盆地中部丘陵地区 ,人口密度 800
～2 300 人·km - 2 ,人为活动影响强度大 ,生态环境
非常脆弱[1 ,20 ,35 ,37 ] ,是一个典型的村级景观区域.
对其景观格局研究 ,一是鲜有报道 ,二是试图用新的
研究方法较为全面地深入地反映该区村级景观格局
的复杂性与多样性特点 ,为村级景观规划 ,生态系统
的管理 ,实现可持续发展提供依据.
2 　研究方法
本题选择了四川省金堂县东南方向云合镇与简阳市北
部沓水镇一带 ,30°30′9146″～30°37′54154″N ,104°34′12179″
～104°42′36141″E ,约 100 km2 做为研究区域. 该区域属于盆
地中部丘陵亚区 ,土壤以紫色土和水稻土为主. 农村人口密
度在 790～2 369 人·km - 2 . 其中 ,选取 5 个 500 m ×500 m 样
区 ,以代表川中丘陵地区村级景观以土地覆被为主的 90 %
的信息. 首先利用覆盖川中丘陵地区的 Landsat ETM + 土地
覆被图 ,以 500 m ×500 m 进行网格分区 ,在剔除了水域 >
75 %或城镇面积 > 25 %的区格之后 ,对川中丘陵地区和研究
区域进行最大可能的监督分类和聚类 [9 ,12 ] . 最后以研究区域
类特征信息与川中丘陵地区类特征信息进行比较 ,选取 5 类
样区 (图 1) .
R08 C06 :较宽沟地 ,多冬水田 ,纵向两侧多山弯景观 ,
耕地人口密度 911 人·km - 2 ;
R08 C15 :沟底为塘 ,三面为坡台旱地 ,坡坎林地较多 ,
耕地人口密度 1 357 人·km - 2 ;
R13 C14 :较窄的 X型沟地 ,多冬水田 ,坡地多 ,耕地人
口密度 1 100 人·km - 2 ;
R14 C04 :较宽的 X 型沟地 ,两季田多 ,一条河流贯穿
其中 ,耕地人口密度 1 525 人·km - 2 ;
R19 C13 :河道旁一长条形山丘与两沟地相间排列景
图 1 　基于高分辨率 (1 m) IKONOS 卫星图的研究区域和样区分布
Fig. 1 Sampling plots of area of interest (AOI) based on INONOS image
of high resolution (1 m) .
观 ,几乎无水稻田 ,坡坎林地较多 ,耕地人口密度 1 879 人·
km - 2 .
　　在相应区域的分辨率为 1 m ,4 波段 ,经正射校正 [27 ]的
IKONOS 彩色卫星遥感图 (2001 年 12 月 22 日摄)上 ,针对选
择的 5 个样区 ,按照 Erle C. Ellis 提出的地形 (land form) →土
地覆被 (land cover) →土地利用 (land use) →生态立地单元 (e2
cotope or group/ type) 4 级分类体系及景观制图方法[9 ,12 ] ,分
级进行景观要素制图并添加属性.
丘陵区村级景观地形根据 Erle 对村级景观中地形分类
的界定 ,结合四川盆地中部丘陵村级地貌进行. 其中低处山
麓 ( FS)地势最低而平缓 ,坡度 ≤5 % ;坡台 (BP) 和山顶 (SU)
比较平缓 ,坡度 0～10 %. 在山麓、坡台和山顶之间 ,分布着
坡度在 10 %～ 30 %的斜坡 ( SL ) 或者坡度 > 30 %的陡坡
(SS) . 居民院落和道路等为人工地段 (AN) . 水塘以宽度 > 30
m 以上者为大塘 ( PB) ,反之为小塘 ( PA) . 塘边 ( WM) 和河边
(SM)以常年水线以上的边坡 ,以河口宽度 < 30 m 者为溪流
(RS) , ≥30 m 者为河流.
生态立地单元被定义为景观中最小的同质生态系统单
元.在本研究中 , 指同一个地点能够借助高分辨率的
IKONOS卫星图 ,用标准方法进行分类识别 ,并至少近期连
续两年稳定最小的同质区域 [8 ] . 本题研究中实际分类如表 1
所示. 其中 ,干扰区 (db) 为离建筑设施附近 < 100 m2 区域 ,
其间夹杂分布有 10 %以上的垃圾、瓦砾等废物 ,或混杂多个
不同用途的小斑块. 在生态立地单元中 ,以组别 ( group) 再按
具体的类型 (type) 划分. 其中 ,主要的组别 ,如水稻田 (ri) 在
川中丘陵区盆地 ,有小春作物2水稻的两季田 ,专用于育秧的
秧田和冬季淹水 ,夏季种水稻的冬水田 ,则其类型又分别以
138110 期 　　　　　　　　　李首成等 :基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级景观格局特征研究 　　　　　　　　　　　
表 1 　川中丘陵区村级景观 4 级分类
Table 1 Actual multiscale classif ications of village landscape
地形 Land form
代码
Code
描述
Description
土地利用 Land use
代码
Code
描述
Description
土地覆被 Land cover
代码
Code
描述
Description
生态立地 Ecotope
代码
Code
描述
Description
代码
Code
描述
Description
AN 人工地段Artificial section A
水产
Aquaculture A
一年生植物覆被
Annual plant ac
一年生作物
Annual crop od
落叶果树
Deciduous fruit tree
BP 坡台Bench terrace C
建设
Construction E
裸地
Bare soil land aq
水产养殖
Aquaculture oe
常绿果树
Evergreen fruit tree
FS 山麓Piedmont D
干扰
Disturbed M
混合覆被
Mixtures of
cover
av
一年生植被
Annual vegetation os
晒场
Sealed area
for drying
PB 大塘Big pond F
休闲
Fallow P
多年生植物覆被
Perennial plant db
干扰区
Disturbed area ot
稀疏林
Open mixed trees
PA 小塘Small pond P
水田
Paddy field S
硬化地面
Pealed surface en
常绿针叶
Evergreen needle
leaf tree
ow
灌丛
Open woody mix
RS 溪流Stream R
旱地
Rainfed field W
水域
Water area ho
住房
Household ri
水稻
Rice
RV 河流River T
林地
Forest - - hv
水生植被
Hydrophytic
vegetation
tg 竹林Bamboo forest
SL 斜坡Slope - - - - ir
灌溉
Irrigation system tr
道路
Road
RM 河边River margin - - - - mc
混合作物
Mixtures of crop wa
水面
Water surface
SS 陡坡Steep slope - - - - mt
混合林
Mixed trees - -
SU 山顶Summit - - - - nb
非工业建筑
Non2industrial - -
WM 塘边Pond margin - - - - ob
草林地
Open brushed - -
01、02 和 03 表示 ,因而水稻田的生态立地有 ri01、ri02 和 ri03
三个 ;类似 ,一年生作物组分为蔬菜 (01) 和大宗作物 (03) 两
个类型 ,农民住房组 (ho)分为独家院落平房 (01) 、独家院落楼
房 (02) 、集体院落多平房 (03)和集体院落多楼房 (04)等类型.
最后 ,以地形、土地利用、土地覆被和生态立地的代码组合成
生态立地单元的代码 ,以反映最小景观单元的全部信息.
景观制图是根据 Erle C. Ellis 建立的利用高分辨率卫星图
制图的方法 ,在地理信息系统 Arcgis 813 的支持下 ,先以景观
生态立地单元进行数字化制图.绘图分辨率 ,线状地物宽度 ≥
2 m ;面状地物 ,如住房等边界清楚的 ,宽度 ≥5 m 或面积 ≥25
m
2
,边界不十分清楚的 ,宽度≥10 m 或面积 ≥100 m2 . 根据卫
星图进行初分类 ,并运用 GPS技术 ,进行实地调查核实 ,保证
景观生态立地的同质性.然后再以地形、土地覆被和土地利用
等属性进行合并 ,得到不同层次分类的景观结构图.
对于景观空间结构指标 ,不同层次分类景观的斑块数、斑
块面积、周长以 Arcgis 813 对各景观图进行计算和统计得到 ;
斑块伸长指数、景观多样性指数、均匀度指数、优势度指数、相
对丰富度指数、分形维数、景观破碎度、分别参考国内学者介
绍和使用的方法[3 ,8 ,15～17 ,36 ] ,不再赘述.并就反映人为活动的
一些指标和景观格局指标间作了相关分析.
3 　结果与分析
311 　村级景观构成
31111 　生态立地分布和结构　根据上述分类和作图
方法 ,得到了各样区生态立地景观结构图 (图 2) .其景
观结构指标见表 2. 5 个样区景观生态立地共有 80 个
类型 ,其中面积占 1 %以上的类型共有 18 个 ,总面积
比例达到 88180 %. 其余 11. 20 %的面积有 62 个类
型.各个样区共有的类型为坡台旱地大田作物
(BPRAac04) ,坡台旱地果园 (BPRPoe33) 、乡间泥路
(ANCEtr01) 、农家大院 ( ANCSho03) 和坡台竹林
(BPDPtg24) ,总面积占 51103 %. 此外 ,山麓冬水田
(FSPAri03) 、陡坡柏树林 (SSTPen03) 和山麓两季田 (
FSPAri01)分布比较普遍 ,面积分别占 7116 %、7102 %
和 6132 %.其余类型分布在各样区之间的差异较大.
31112 　地形、土地利用和土地覆被景观结构 　在生
态立地景观单元制图的基础上 ,按照地形、土地利用、
土地覆被进行归类合并制图 ,并统计分析得到了各样
区地形、土地利用和土地覆被景观结构指标 (表 3) .该
区村级景观中 ,地形景观平均斑块较少 ,但斑块面积
较大 ,分别比土地利用、土地覆被类型景观高出
13163 %和 6103 %;土地利用景观斑块少于土地覆被 ,
但斑块面积高出 7116 %. 地形景观单元类型较多 ,其
中以台地、山麓、陡坡类型为主 ,面积比例达 80 %以
上.人工地段面积虽然只占 8128 % ,但其斑块数量最
多 ,占 35146 %.土地利用的景观单元类型面积分布以
旱作地、水稻田和林地为主 ,斑块数量分布以建设用
地为主.土地覆被景观单元类型的面积和斑块数量均
2381　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
图 2 　基于高分辨率(1 m) IKONOS卫星图的川中丘陵区村级景观分类和格局
Fig. 2 Patterns and classifications of village landscapes in the middle of hilly basin area in Sichuan based on IKONOS image of high resolution(1 m) .
以一年生植被和多年生植被为主. 总的斑块周长以土
地覆被最大 ,土地利用次之 ,地形最小 ;其差异以地形
和土地覆被间较大 ,其余较小.
综合来看 ,5 个样区之间景观基本结构在景观单
元的主要类型上一致 ,但每个样区在面积和斑块的分
布上有较大差异.生态立地景观单元的类型及分布在
各样区之间的差异大于地形、土地利用和土地覆被景
观单元差异.
312 　村级景观异质性特征
通过不同样区和不同分类层次格局指标统计分
析 ,得到如表 4 所示的结果.各样区之间比较 ,多样性
指数、相对丰富度、伸长度、分形指数和破碎度都表现
出显著差异 ,而均匀度指数及优势度指数差异不明
显 ,表明 5 个样区在多数指标上表现出不同的景观异
质性 ,在均匀度及优势度上表现出相同的景观异质
性.在不同分类层次上 ,多样性指数、均匀度指数、优
势度指数、相对丰富度、分形指数和破碎度表现出显
著差异 ,尤以生态立地分类与地形、土地利用和土地
覆盖分类差异最大 ,但伸长度无显著差异 ,表明除伸
长度以外 ,不同分类层反映出了不同的景观格局特
征.其中以生态立地对景观格局的反映力最强.
该区村级景观多样性指数平均为 114782. 不同
样区在 113917～ 116030 之间 ; 不同分类层次在
110796～212613 之间 ,变化较大. 两者差异均达到了
5 %的显著水平. 均匀度较低 ,平均 016191 ;优势度较
高 ,平均为 111146.这两个指标在样区之间变化差异
不显著 ,但在不同分类层次中变化显著. 相对丰富度
平均为 5416925 ,变化差异显著. 不同分类层次在
42122～85171 之间 ,不同样区在 51101～58161 之间 ,
前者在变化上大于后者 ,但平均值低于后者.
338110 期　　　　　　　　　李首成等 :基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级景观格局特征研究　　　　　　　　　　　
表 2 　川中丘陵区村级景观生态立地类型
Table 2 Ecotope types of village landscape in the middle of Sichuan hilly basin region
类码
Ecotope
code
斑块数
Patches
number
斑块数
比　例
Patch ratio
( %)
最　多
斑块数
Max. num.
of patches
(个/ AOI)
最　少
斑块数
Min. num.
of patches
(个/ AOI)
总面积
Area
(m2)
面积比例
Area ratio
( %)
平均面积
Average
area
(m2)
最大面积
Max.
area
(m2/ AOI)
最小面积
Min.
area
(m2/ AOI)
周　长
Perimeter
(m)
周长比例
Perimeter
ratio
( %)
BPRAac04 136 19137 37 14 479 838140 38142 3 811118 15 853143 59102 42 549114 28199
BPRPoe33 83 11182 25 6 84 716159 6178 1 325131 5 005163 44101 12 299111 8138
ANCEtr01 36 5113 12 5 18 435136 1148 565176 1 720171 96143 4 135111 2182
ANCSho03 41 5184 22 2 35 064124 2181 1 267172 5 367170 143163 5 496177 3174
BPDPtg24 35 4199 14 1 19 281195 1154 552172 1 263106 104118 4 206156 2187
FSPAri03 17 2142 9 0 89 444181 7116 9 816104 30 067174 303153 6 144135 4119
SSTPen03 41 5184 13 0 87 709130 7102 2 265104 12 258194 2 673103 12 954197 8183
FSPAri01 15 2114 10 0 78 908120 6132 4 453137 12 707108 150117 5 464102 3172
SLRAac04 5 0171 4 0 34 568157 2177 881159 14 889141 1 416180 2 067113 1141
ANCSho04 20 2185 9 0 31 655135 2153 1 920186 4 352185 557136 4 256134 2190
BPPAri01 9 1128 6 0 27 656167 2121 3 075112 5 225198 934186 2 317171 1158
BPRMmc01 13 1185 5 0 26 384113 2111 1 663102 6 360170 721105 2 851198 1194
SURAac04 6 0185 2 0 22 070150 1177 3 218136 10 236112 103177 2 071102 1141
SSTPen01 8 1114 6 0 21 141162 1169 2 956186 6 510141 217114 3 082173 2110
SSTPot03 12 1171 4 0 13 556187 1109 1 139140 3 163171 615176 2 483133 1169
BPRAac01 14 1199 5 0 13 548128 1108 847180 6 479188 117164 1 832189 1125
SLDPtg24 15 2114 8 0 12 607103 1101 881159 1 275118 565143 2 334184 1159
PBFWwa01 1 0114 1 0 12 517198 1100 12 517198 12 517198 12 517198 482154 0133
其它 3 Other 195 27178 9 0 139 871114 11120 1 457108 6 563195 11127 29 761198 20127
总计 Total 702 100100 - - 1 249 976197 100100 - - - 146 792152 1001003为节省列表篇幅 ,对于多数面积比例小于 1 %的生态立地单元作合计统计计算 ,列入“其它”The ecotopes whose area ratios are less than 1 % are combined into“other”for
spacial saving.
表 3 　不同分类下川中丘陵区村级景观结构
Table 3 Village landscape structure of the middle of Sichuan hilly basin area under different classifying scales
分类级别
Classifying
scale
类型
Type
平均斑块数
Num.of
patches
/ AOI
(patches/
AOI)
斑块
比例
Patches
ratio
( %)
最少斑
块　数
Min. num of
patches
(patches/
AOI)
最多斑
块　数
Max. num of
patches
(patches/
AOI)
平均斑
块面积
Ave. area of
patches
(m2/ patch)
平均面积
Total patch
area
(m2/ AOI)
面积百
分　比
Area ratio
( %)
周　长
Perimeter
(m/ AOI)
周长百
分　比
Perimeter
ratio
( %)
地　形 BP 1516 21161 11 24 8 569147 133 683176 53152 8 914185 36117
Land form FS 416 6137 2 9 8 041110 36 989108 14181 2 287166 9128
SS 1716 24138 14 26 1 991124 35 045183 14103 5 564128 22157
AN 2516 35146 22 28 808139 20 694170 8128 5 420175 21199
SL 310 4116 1 7 4 106174 12 320122 4193 1 081113 4139
SU 116 2122 0 2 2 863165 4 581183 1183 4 53179 1184
PB 014 0155 0 1 7 377103 2 950181 1118 134178 0155
PA 112 1166 0 3 1 298166 1 558139 0162 129166 0153
RS 016 0183 0 3 1 066191 640114 0126 274168 1111
RV 014 0155 0 2 1 558147 623139 0125 77130 0131
SM 114 1194 0 7 329144 461122 0118 255153 1104
WM 012 0128 0 1 1 228155 245171 0110 54151 0122
总计 Total 7212 100100 60 83 - - 100100 24 648192 100100
土地利用 R 1514 19101 1210 20 8 969138 138 128141 55130 8 921129 34192
Land use P 418 5193 2 9 8 491166 40 759197 16132 2 481154 9171
T 1210 14181 7 14 2 376108 28 512191 11141 4254172 16165
C 2514 31136 22 27 795112 20 196115 8109 5 390118 21110
D 2014 25119 14 28 768112 15 669160 6127 3 813192 14193
F 212 2172 0 5 2 287122 5 031189 2101 579169 2127
A 018 0199 0 3 1 871119 1 496195 0160 108146 0142
总计 Total 8110 100100 69 92 - - 100100 25 549179 100100
土地覆被 A 2116 24188 14 25 7 159198 154 655152 61191 10 526199 39169
Land cover P 2414 28111 18 34 2 359191 57 581192 23105 7 702165 29104
S 1810 20174 13 22 913183 16 449103 6158 2 710198 10122
M 1214 14129 8 16 951163 11 800118 4172 2 273136 8157
W 216 3100 1 5 2 080151 5 409131 2117 595115 2124
E 718 8199 5 13 499195 3 899160 1156 2 714148 10123
总计 Total 8618 100100 73 106 - - 100100 26 523162 100100
4381　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 4 　村级景观异质性、斑块特征和构型
Table 4 Heterogeneity and patch form of village landscapes in the middle of Sichuan hilly basin region
项目
Item
多样性
指数
Diversity
均匀度
指数
Evenness
优势度
Dominance
相　对
丰富度
Richness
伸长度
指　数
Elongation
分形指数
Fractal index
破碎度
Fragmentation
分类级
Classifying
scale
地形
Land form 113387b 017275a 015106b 42122c 715738a 114037a 218583c
覆被
Land cover 110796c 016025b 017122b 85171a 617455a 114150a 314748b
利用
Land use 112335bc 016884ab 015583b 48133b 716001a 113941a 310714bc
生态立地
Ecotope 212613a 014579b 216775a 42150c 616055a 112726b 516286a
样区
Plots R08 C06 114165ab 016132a 111423a 51101b 717896a 113594ab 317533ab
R08 C15 115077ab 016133a 111522a 55104ab 519962b 113532b 316228b
R13 C14 113917b 015749a 111383a 52119b 616183ab 113297b 219285c
R14 C04 116030a 016686a 110081a 56160ab 718280a 114085a 412134a
R19 C13 114723ab 016253a 111323a 58162a 714241ab 114060a 412734a
总平均 Total average 114782 016191 111146 54169 711312 113713 317583
注 :a ,b ,c 表示 0105 的显著水平 a ,b and c denote 0105 significant level.
表 5 　人为活动与生态立地景观格局的相关性分析
Table 5 Correlation bet ween human activities and ecotope patterns
多样性
Diversity
伸长度
Elongation
均匀度
Evenness
优势度
Dominance
分形指数
Fractal
index
丰富度
Richness
破碎度
Fragmentation
农家院落面积 Hamlet area 01819 - 01267 01745 - 01566 01991 3 3 01907 01961 3
道路面积 Road area - 01868 01923 - 01893 01884 - 01337 - 01288 - 01574
样区人口数 Population in AOI 01475 01338 01475 - 01478 01558 01289 01353
幅员人口密度 Population density over village 01227 01076 01099 01160 01816 01921 01741
耕地人口密度 Population density over arable land 01464 01347 01347 - 01089 01843 01967 3 018823 P < 0105 ; 3 3 P < 0101.
　　景观斑块的平均伸长度为 711312 , 变化在
519962～718280 之间 ,表现出长形斑块为主的构型
特征. 不同分类级 ,以土地利用和地形的伸长度较
高 ,分别为 716001 和 715738 ,土地覆被和综合分类
的较低 ,分别为 617455 和 616055. 分形指数平均为
113713 ,变化在 112726～114150 之间 ,表现出较大
的不规则性. 但在不同分类级之间 ,地形、土地覆被
和土地利用的分形指数比较接近 , 为 113941 ～
114150 ,明显高于综合分类级的分形指数. 不同样区
之间分形指数虽然接近 ,但其差异达到了显著水平.
　　景观破碎度较高 ,平均为 317583. 不同分类级
和不同样区之间差异显著. 从分类级来看 ,地形景观
破碎度为 218583 ,相对最小 ,土地覆被和土地利用
居中 ,分别为 314748 和 310714 ,而综合分类景观最
高 ,为 516286. 从样区看 ,窄型沟地景观 R13 C14
的破碎度最小为 219285 ,羽状山湾景观 R08 C06
和马蹄型景观 R08 C15 居中 ,分别为 316228 和
317533 ,而宽型沟地景观 R14 C04 和沟地相间排
列景观 R19 C13 最高 ,分别为 412134 和 412734.
4 　讨 　　论
411 　川中丘陵区村级景观构成特点
研究结果表明 ,川中丘陵地区村级景观构成 ,地
形景观以台地为主 ,面积占 50 %以上 ,山麓、陡坡次
之 ,各在 14 %左右 ,再次为人工地段、缓坡和山顶 ,
共计 15 %左右 ;土地覆被以一年生植被为主 ,面积
占 60 %左右 ,多年生植被次之 ,占 23 %左右 ;土地利
用以雨养旱地为主 ,面积占 55 %以上 ,水田、林地次
之 ,各占 10 %～15 % ,再次为建筑和干扰 ,各占 5 %
～8 %. 生态立地单元以台地作物 (BPRAac04) 、台地
果园 (BPRPoe33) 、乡路 ( ANCEtr01) 、农家大院
(ANCSho03) 和竹林 (BPDPtg24) 最为普遍 ,总面积
占 50 %以上 ;山麓冬水田 ( FSPAri03) 、陡坡柏树林
(SSTPen03)和山麓两季田 ( FSPAri01) 分布比较普
遍 ,各占 6 %～7 %. 其余 72 种有少数占 1 %～2 % ,
多数在 1 %以下.
412 　川中丘陵区村级景观格局与人为活动影响
　　川中丘区村级景观生态立地类型多样 ,其多样
性指数高 ,达 21239. 该区域生态立地类型多达 80
个.丰富度在 50 %～60 %之间 ,普遍分布的类型只
占 1215 % ,其余 8715 %的类型分布在各样区 ,表现
出小面积比例类型分布的极大差异性. 生态立地景
观破碎度高 ,其值为 516286 ,显著高于地形、土地覆
被和土地利用景观 ,比地形、土地覆被和土地利用景
观分别高出 96192 %、61198 %和 83125 %. 其差异反
映出该区人类活动的影响强度.
538110 期　　　　　　　　　李首成等 :基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级景观格局特征研究　　　　　　　　　　　
通过对样区人口数、幅员人口密度、耕地人口密
度、道路面积、农家院落面积等反映人为活动的指标
与生态立地各景观格局参数的相关分析 (表 5) 表
明 ,有关人为活动指标与景观格局参数之间存在不
同程度上的直接线性相关. 其中农家院落面积对景
观格局影响最大 ,与破碎度相关系数为 01957 3 ,呈
显著相关 ,与分形指数为 01991 3 3 ,极显著相关 ;与
多样性指数和丰富度的相关性 ,虽然没有达到统计
学上的显著水平 ,但其值分别为 01819 和 01907. 道
路面积与多样性和均匀度表现出负相关 ,与伸长度
和优势度为正相关 ;人口密度与分形指数、丰富度和
破碎度的线性相关程度在 01741～01967 之间 ,其中
与丰富度的相关性达到了显著水平 ,表明人类活动
强度增加 ,增大了景观构型的复杂性 ,加剧了景观破
碎化程度. 另外 ,以人为活动形成的景观要素 ,其面
积比例虽然较小 ,但是斑块数却多 ,比例也较大 ,分
布在村级景观中 ,对景观的破碎化也有重要的影响.
413 　关于村级景观的研究方法
村级景观属于小尺度空间 ,它具有与之较大尺
度空间景观更为复杂而细腻的景观信息. 利用高分
辨率卫星图 ,采用 Erle C. Ellis 等提出的分类和景观
制图方法和程序 ,更能够精确地反映村级景观格局
实际. 现有的景观格局研究一般是在一个层次上反
映景观格局. 本项研究以地形、土地覆被、土地利用
和生态立地 4 个层次进行分类和景观制图 ,分别从
这 4 个层次上探讨村级景观结构和异质性 ,其斑块
数量、斑块平均面积、景观多样性指数、均匀度、分形
指数和破碎度指数都表现出统计学上的显著性差
异. 这表明对于村级景观尺度上研究景观格局 ,仅就
某一个分类层次的景观指标是不能够反映村级景观
格局信息和特征的 ,应该以地形、土地利用、土地覆
被和最小同质生态系统单元这些反映地表斑块特征
信息的分类层综合研究. 本研究采用 4 级复合命名
村级景观生态单元 ,从地形、土地利用、土地覆被和
最小类型上反映景观信息 ,对于研究人为活动影响
具有积极意义[12 ] . 傅伯杰等[14 ]认为 ,在考虑景观生
态分类体系时 ,具体区域研究中 ,可以分 2 或 3 个层
次. 本研究符合这一基本观点. 村级景观是一类经营
景观 ,其景观格局研究的目的是精确量化人为活动
影响下的景观类型、结构和功能 ,以便为村级景观规
划和管理提供依据 ,考虑如前所述 4 个层次 ,显然能
提高村级景观分辨力. 运用高分辨率卫星遥感图正
好为村级景观的全信息研究提供保证. 这样的景观
分类和景观制图 ,虽然繁琐 ,但更能反映小尺度上的
真实景观格局.
致谢 　本文以美国国家科学基金项目 (grant :DEB20075617)
研究工作为基础. 在论文研究和写作中 ,得到了美国佛罗里
达农工大学环境科学研究所王洪庆博士帮助和建议 ,特此致
谢.
参考文献
1 　Adams J M. 1999. A suggestion for an improved vegetation scheme
for local and global mapping and monitoring. Envi ron M an ,23 (1) :
1～13
2 　Antonio DG ,Louisa J MJ . 2000. Land Cover Classification System
(LCCS) :Classification Concepts and User Manual. Rome : Food and
Agriculture Organization of the United Nations. 1～50
3 　Bao L (包　亮) ,Xia M2X(夏明新) . 2003. Change of land use and
landscape structure in Handan area. Res A gric Modern (农业现代
化研究) ,24 (3) :230～233 (in Chinese)
4 　Baudry J ,Bunce RGH ,Burel F. 2000. Hedgerows :An international
perspective on their origin ,function and management . J Envi ron
M an ,60 :7～22
5 　Bernd K. 2003. Theoretical investigation of the effects of field mar2
gin and hedges on crop yields. A gric Ecosyst Envi ron ,95 : 387～
392
6 　Chen W2B(陈文波) ,Xiao D2N (肖笃宁) ,Li X2Z(李秀珍) . 2002.
The characteristics and contents of landscape spatial analysis. Acta
Ecol S in (生态学报) ,22 (7) :1135～1142 (in Chinese)
7 　Cheng X (程 　序) , Zeng X2G(曾晓光) , Wang E2D (王尔大) .
1997. Introduction of Sustainable Agriculture. Beijing : China Agri2
cultural Press. 172～175 (in Chinese)
8 　Dai W2Y(戴文远) , Yu S(余 　珊) . 2003. Analysis on the charac2
teristics of the pattern of Changqiao Region Landscape. J Fujian
Normal U niv (福建师范大学学报) ,19 (3) :88～93 (in Chinese)
9 　Erle CE ,Li R2G ,Cheng X , et al . 2000. Long2term change in village
scale ecosystems in China using landscape and statistical methods.
Ecol A ppl ,10 (4) :1057～1073
10 　Erle CE ,Li RG ,Cheng X , et al . 2000. Agroecosystem sustainabili2
ty :Developing Practical Strategies. Boca Raton , FL : CRC Press. 95
～104
11 　Erle CE ,Wang SM. 1997. Sustainable traditional agriculture in the
Tai lake region of China. A gric Ecosyst Envi ron ,61 (1997) :177～
193
12 　Ellis CE. 2004. Long2term ecological changes in the densely popu2
lated rural landscapes of China. In : Asner GP , DeFries RS ,
Houghton RA ,eds. Ecosystem Interactions with Land Use Change.
Washington ,DC :American Geophysical Union.
13 　Frans K ,Helias A. 1994. A hierarchical approach to ecosystems and
its applications for ecological classification. L andscape Ecol ,9 (2) :
89～104
14 　Fu B2J (傅伯杰) ,Chen L2D (陈利顶) ,Ma K2M (马克明) , et al .
2001. Principles and Application of Landscape Ecology. Beijing :Sci2
ence Press. 150～152 (in Chinese)
15 　Fu B2J (傅伯杰) . 1995. The spatial pattern analysis of agricultural
landscape in the Loess area. Acta Ecol S in (生态学报) ,15 (2) :113
～120 (in Chinese)
16 　Gan S(甘 　淑) , He D2M (何大明) ,Dang C2L (党承林) . 2003.
Landscape structure analysis of lancang river in Yunnan Province.
Y unnan Geogr Envi ron Res (云南地理环境研究) ,15 (3) :33～39
(in Chinese)
17 　Gong L (贡　璐) , Shi Q2D (师庆东) , Pan X2L (潘晓玲) , et al .
2004. Analysis of characteristics of landscape structure in Akesu
Oasis. J Xinjiang U niv (新疆大学学报) ,21 (1) :34～37 (in Chi2
nese)
18 　Han D(韩　荡) ,Wang Y2L (王仰麟) . 1999. Study on landscape e2
cology of regional sustainable agriculture. A rid L and Geogr (干旱
区地理) ,22 (3) :1～8 (in Chinese)
19 　He N2P(何念鹏) , Zhou D2W (周道玮) , Wu L (吴 　泠) , et al .
2001. Impact of human disturbance on fragmentation of village2level
landscape. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) , 12 (6) : 897～899
(in Chinese)
20 　Liu Y2Q (刘彦群) . 2002. Consideration and suggestions on exploit2
ing spare cultivated land resources of hilly country in the Sichuan
6381　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
basin. J Sichuan Normal U niv (四川师范大学学报) , 25 (1) :99
～102 (in Chinese)
21 　Ottaviania D ,Li J , Pastorea G. 2003. A multidimensional approach
to understanding agro2ecosystems. A case study in Hubei Province ,
China. A gric Syst ,76 :207～225
22 　Pickett STA , Gadenasso ML . 1995. Landscape ecology :Spatial het2
erogeneity in ecological systems. Science ,269 (21) :331～334
23 Turner M G. 1998. Landscape Ecology : Living in A Mosaic. Ox2
ford :Oxford University Press , Inc. 77～122
24 　Verburg PH , Chen YQ. 2000. Multiscale characterization of land2
use patterns in China. Ecosystem ,3 :369～385
25 　Verburg PH ,Veldkamp A ,Fresco LO. 1999. Simulation of changes
in the spatial pattern of land use in China. A ppl Geogr ,19 :211～
233
26 　Vitousek PM ,Mooney HA ,Lubchenco J , et al . 1997. Human dom2
ination of earth’s ecosystems. Science ,277 (25) :494～499
27 Wang HQ , Erle CE. 2004. Spatial accuracy of orthorectified
IKONOS imagery and historical aerial photographs across five sites
in China. Int J Remote Sens ,26 (9) :1893～1911
28 　Wang Y2L (王仰麟) , Han D (韩 　荡) . 2000 : Ecological planning
and designing in agricultural landscapes. Chin J A ppl Ecol (应用生
态学报) ,11 (2) :265～269 (in Chinese)
29 　Wang Y2L (王仰麟) ,Han D(韩　荡) . 1998. The progress of stud2
ies on agrolandscape pattern and progresses. A dv Envi ron Sci (环
境科学进展) ,6 (2) :29～34 (in Chinese)
30 　Wolfgane H. 1994. System ecological concepts for environmental
planning. In : Ecosystem Classification for Environmental Manage2
ment . Dordrecht , The Netherlands : Kluwer Academic Publishers.
49～67
31 　Wu HB , Guo ZT , Peng CH. 2003. Landuse induced change of or2
ganic carbon storage in soils of China. Global Change Biol ,9 : 305
～315
32 　Xiao D2L (肖笃宁) ,Bu R2C(布仁仓) . 1997. Spatial ecological the2
ory and landscape heterogeneity. Acta Ecol S in (生态学报) , 17
(5) :453～461 (in Chinese)
33 　Xiao D2L (肖笃宁) , Gao J (高 　峻) . 2001. Programming of rural
landscape and ecological construction. R ural Eco2Envi ron (农村生
态环境) ,17 (4) :48～51 (in Chinese)
34 　Xiao D2L (肖笃宁) ,Li X2Z(李秀珍) . 2003. Forefronts and future
strategies of landscape ecology. Acta Ecol S in (生态学报) ,23 (8) :
1615～1621 (in Chinese)
35 　Zhang H (张 　慧) , Miu X2B (缪旭波) . 2001. Landscape ecology
and its application in agricultural landscape ecology planning. R ural
Eco2Envi ron (农村生态环境) ,17 (1) :29～32 (in Chinese)
36 　Zhang S2R (张世熔) , Gong G2S (龚国淑) ,Deng L2J (邓良基) .
2003. Analysis of landscape spatial patterns in the hill region in the
west of Sichuan basin. Acta Ecol S in (生态学报) , 23 (2) : 380～
386 (in Chinese)
37　Zhang Z2F (张兆福) . 2000. Sustainable cultivated landuse in the
middle hilly of Sichuan basin. Territory Nat Resour S t udy (国土与
自然资源研究) ,1 :4～6 (in Chinese)
作者简介 　李首成 ,男 ,1958 年生 ,副教授. 从事生态学教学
与科研工作 ,发表论文 13 篇. Tel : 083522882346 ; E2mail :
Lsc5101 @yahoo. com. cn
全国城市景观生态学学术研讨会通知
(第一轮)
会议背景
为促进广大城市生态环境科技工作者学术与创新思想交流 ,促进城市生态环境领域多学科交叉与融合 ,启迪创新思想 ,
培育创新人才 ,为城市生态环境科技人才创新思想碰撞与展现才华提供舞台 ,国际景观生态协会中国分会、中国地理学会自
然地理专业委员会和 IGBP 中国国家委员会 LUCC 工作组决定召开城市景观生态学学术研讨会 ,定于 2005 年 12 月 17～18
日 (暂定)在深圳市举办.
会议主题
城市景观生态学 :理论和实践
会议内容
1. 城市景观生态学研究进展 :理论与方法 ;2. 城市景观格局演变与驱动机制 ;3. 遥感、地理信息系统与城市景观生态研究 ;
4.城市景观生态规划与建设 ;5. 城市区域自然与文化遗产保护 ;6. 景观生态学与土地利用/ 土地覆盖变化 ;7. 城市景观与城市
环境的生态管理 ;8. 典型区域的城市景观生态研究.
报名与论文提交
会议面向全体会员、海内外景观生态学工作者及相关领域的科技工作者. 欲参加者 ,请填写参会报名表 ,于 2005 年 11 月
1 日前通过电子邮件或航空邮件发送到会议联络处.
提交论文 :请于 2005 年 11 月 1 日前发送到会议联络处. 要求每篇论文 (摘要) 500 字以内 ,包括论文题目、作者姓名 ,作者
工作 (学习)单位、通讯地址、邮政编码和电子信箱. 同时欢迎与会代表踊跃提交学术论文全文 ,经专家评审后将出版会议论文
集.
大会联系方式
通讯地址 :518055 深圳市南山区西丽镇丽水路大学城北大校区 E栋 314 ,315 房间
北京大学深圳研究生院“城市景观生态学 2005 年学术年会组委会”
联系电话 : (0755) 26035508、(0755) 26035300 ;图文传真 : (0755) 26035332
电子信箱 :wujs @szpku. edu. cn ,zhaoy @szpku. edu. cn
联 系 人 :吴健生 ,赵苑
城市景观生态学 2005 年学术年会组委会
738110 期　　　　　　　　　李首成等 :基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级景观格局特征研究