全 文 ：朱雪. 基于土地利用格局的云南省福贡县生态脆弱度研究[J]. 生态科学, 2012, 31(6): 661-665.
ZHU Xue. Study on the ecological vulnerability of the Fugong Country, Yunnan Province based on land-use pattern[J]. Ecological
Science, 2012, 31(6): 661-665.

基于土地利用格局的云南省福贡县生态脆弱度研究
朱雪
无锡职业技术学院，无锡 214000

【摘要】 福贡县位于滇西北横断山脉北段碧罗雪山和高黎贡山之间，云南省西北部是一个典型的生态脆弱带。本文从土地利用
格局的角度分析区域生态脆弱度，选取分维数倒数、破碎度、分离度、土壤侵蚀敏感性和生境格局敏感性指数作为评价因子，
探讨了福贡县生态脆弱度的分区规律。研究结果表明：土地利用类型生态脆弱度指数从高到低为：滩涂、城镇、耕地、荒草地、
灌木林、有林地、水域。脆弱度分区的大致规律为，以福贡县城为中心，越往外围，脆弱度越低。在各脆弱等级区中，随着脆
弱程度的上升，各区的分离度和破碎度指数呈上升趋势，土地利用格局趋于破碎化。
关键词：土地利用格局；生态脆弱度；福贡县
doi: 10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.06.010 中图分类号：Q149 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2012)06-661-05
Study on the ecological vulnerability of the Fugong Country, Yunnan Province
based on land-use pattern
ZHU Xue
Wuxi Institution of Technology, Wuxi 214000, China
Abstract: Fugong County is located in the northern section of Hengduan Mountains, northwest Yunnan, between the northern section of
the Biluo Snow Mountain and Gaoligong, and its ecological environment is very vulnerable. We analyzed the regional ecological
vulnerability from the perspective of land-use pattern, using factors of splitting index, fractal dimension index, fragmentation index, soil
erosion sensitivity index, and habitat pattern sensitivity index, and then explored the zoning law of ecological vulnerability. The results
showed that vulnerability of eco-index of all land-use from maximum to minimum was in the order of beach land, town, farmland,
grassland, bush land, forest land, and water. The law of region ecological vulnerability was the more peripheral to the Fugong County
center, the lower vulnerability. In the 7 classes of region ecological vulnerability, the higher degree ecological vulnerability was, the more
increasing the value of fragmentation index and separation index; meanwhile, land-use pattern tended to be fragmentation.
Key words：Land-use pattern; ecological vulnerability; Fugong County




收稿日期：2012-04-13收稿，2012-10-08接受
基金项目：国家自然科学基金(50648004)
作者简介：朱雪(1983—)，女，硕士研究生，无锡职业技术学院教师E-mail:zhux24501@126.com
第 31 卷 第 6 期 生 态 科 学 31(6): 661-665
2012 年 11 月 Ecological Science Nov. 2012

1 引言 (Introduction)

生态脆弱度是指生态系统自身的不稳定性及对
外界干扰的敏感程度。由于人类活动引起的土地利用
格局变化是诱导区域生态环境脆弱度变化的重要原
因之一，土地利用格局变化频繁的地区，其生态脆弱
度变化也比较显著[1-4]。福贡县地处中国第一阶梯向
第二阶梯的过渡地带，该类地区是若干气候区交接处
和生物多元化区域，同时又是地震多发区，具有明显
的脆弱特征[2]。鉴于此，本文以云南省福贡县为研究
对象，从土地利用格局角度出发，探讨区域生态脆弱
度问题，以期为国民经济发展、资源开发与开利用、
土地利用规划等等提供有益的现实参考。

2 研究区概况(Study area Overview)

从行政区位看，福贡县隶属于云南省怒江州。从
地理区位看，福贡县位于滇西北横断山脉北段碧罗雪
山和高黎贡山之间，是举世闻名的滇西北“三江并流”
景区的重要组成部分，全区总面积 2 756.44 km2。
福贡县秋冬短，春夏长；雨量充沛，湿度大，春
夏洪涝成灾，秋冬少雨，个别年份还有干旱，但以洪
涝为主，危害较大。福贡县境内 80%以上的土地是高
山峡谷，10万亩耕地中 90%的土地坡度在 25 度以上。
长期以来，农业生产方式落后；傈僳、怒族群众刀耕
火种，每年都有大片火烧山地，加之多年来泥石流滑
坡，人为砍伐毁坏，原始森林资源逐年减少，许多地
方沦为次生林或荒山秃岭。远山地区，由于地势险恶，
人为活动少，森林植被保持较完整，森林资源较为丰
富，多数林区仍属原始森林，成过熟林的比重较大。

3 研究方法(Research Methods)

3.1 评价指标的选取
生态脆弱度是指生态系统自身的不稳定性及对
外界干扰的敏感程度。可见，影响生态脆弱度的因素
包括内在和外部因素。本研究选取能反映区域生态环
境脆弱状况的土地利用格局指数进行评价，包括分离
度指数、破碎度指数和分维数倒数，这是生态脆弱度
的内在因素。福贡县境内坡度较陡，容易发生土壤侵
蚀和引发水土流失，且是一个生物多样性丰富的地
区，所以选取土壤侵蚀敏感性指数和生境格局敏感性
指数对土地利用格局指数进行补充和修正，这是生态
脆弱度的外部因素。因此，本研究选取分离度指数、
破碎度指数、分维数倒数、土壤侵蚀敏感性指数和生
境格局敏感性指数对福贡县的生态脆弱度问题进行
分析研究。

3.2 土地利用类型的划分
土地利用分类是进行研究的基础，也将直接影响
研究成果的准确性。因此，参照全国土地利用分类方
法和本文实际，将土地利用类型划分为有林地、灌木
林、荒草地、耕地、水域、滩涂和城镇 7 类。

3.3 土地利用格局指数分析方法
土地利用格局，即景观格局，是景观空间异质性
的具体表现，同时也是各种生态过程在不同尺度上作
用的结果。本研究选择能反映生态环境脆弱性特征的
分离度、分维数、破碎度指标来进行区域生态脆弱性
评价[1,3,4]。各指数的计算使用 Fragstats 软件并基于
Arc View 环境下完成（表 1）。

表 1 各指数的计算式及含义
Table 1 The calculation and meaning of indexes
指数
Index
计算式
Calculation
含义
Meaning
分离度
（FI）
Si
Di
FI =

A
Ai
Si =
AnDi /
2
1
=
土地利用类型中不同斑块分
布的分离程度，其值越大，
表明土地利用类型在地域上
越分散，稳定性越差。
Degree of separation that
land-use types in different
plaque individual, the higher
the value, the worse the
stability
分维数
倒数
（FD） APFD log/)4/log(2
1
=

反映土地利用类型受干扰的
程度，其值越高，表示干扰
越强烈。
Degree of interference that
land use types, the higher the
value, the more strongly
Interfere
破碎度
（FN） NNfMPSFN /)1( -×=
土地利用类型在特定时间里
和特定性质上的破碎化程
度，其值越大，越破碎。
Degree of Land use that the
fragmentation of the type at a
given time and on the specific
nature
662 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

3.4 生态系统敏感性评价方法
本文选用生态系统的外部敏感性指标对土地利
用格局特征进行补充和修正。本研究选取了土壤侵蚀
敏感性和生境格局敏感性两个外部特征。土壤侵蚀敏
感性和生境格局敏感性评价根据《生态功能区划暂行
规程》中的编制规范来操作。
土壤侵蚀敏感性指数的计算用不同用地类型对
土壤侵蚀各敏感性等级的敏感性面积加权来表示，具
体计算式如下[1,8]：
å
=
×=
n
j
ij
i
ij
i WA
A
SW
1

式中，SWi 为 i 类用地的土壤侵蚀敏感性指数；Aij
表示 i 类用地分布在 j 土壤侵蚀敏感级上的面积；Ai
为 i 类用地的总面积；Wij 为 i 类用地相对于 j 土壤侵
蚀敏感级的权重；j 为土壤侵蚀敏感级；i 为用地类型；
n 为土壤侵蚀敏感性等级数。
生境格局敏感性指数的计算用不同用地类型对
生境格局各敏感性等级的敏感性面积加权来表示，具
体计算式如下[1,8]：
å
=
×=
n
j
ij
i
ji
i DB
B
SD
1

式中，SDi为 i 类用地的生境格局敏感性指数；Bij 表
示 i 类用地分布在 j 生境格局敏感等级上的面积；Bi
为类用地的总面积；Dij 为 i 类用地相对于 j 生境格局
敏感级的权重；j 为生境格局敏感级；i 为用地类型；
n 为生境格局敏感性等级数。

3.5 生态脆弱度分析方法
生态系统脆弱度是一个复杂的庞大的体系，为把
复杂的问题简单化，本研究结合专家讨论意见，在得
出破碎度指数、分离度指数、分维数倒数、土壤侵蚀
敏感性指数和生境格局敏感性指数的前提下，采用因
子分析法，分别对这 5 个影响生态脆弱度的指数赋以
权重，计算得出土地利用类型的生态脆弱度指数。在
土地利用类型生态脆弱度的基础上，采用面积加权求
和法，计算得出区域生态脆弱度。
3.5.1 土地利用类型的生态脆弱度计算模型
根据土地利用格局指数的生态学意义及其与生
态环境响应之间的联系，对格局指数和敏感性指数采
用多级加权求和法来实现土地利用类型脆弱性评价
[1,8]，计算模型如下：
VIi=a·FIi+b·FDi+c·FNi+d·SDi+e·SWi
式中，VIi为土地利用类型 i 的脆弱度指数；FIi、FDi、
FNi、SDi、SWi 分别为景观类 i 的分离度、分维数倒
数、破碎度、生境格局敏感性指数和土壤侵蚀敏感性
指数；a、b、c、d、e 为各个指标的权重。
3.5.2 区域生态脆弱度计算模型
土地利用类型脆弱度指数只反映了各类用地的
脆弱性特征，并不能从空间上反映整个区域的生态环
境脆弱性特征。为此，需要构建使土地利用类型脆弱
度指数空间化的模型，建立起土地利用类型脆弱度与
区域综合生态环境脆弱性之间的联系。计算模型如下
[1,8]：
å
=
×=
n
j
VIi
TA
Ai
EVI
1

式中，EVI 为区域生态环境脆弱度；Ai为样地中土地
利用类型 i 的面积；TA 为样地总面积；VIi为土地利
用类型 i 的脆弱度指数。

4 结果与分析(Results and Analysis)

4.1 各土地利用类型的生态脆弱度指数
在土壤侵蚀敏感性和生境格局敏感性评价结果
基础上，根据生态系统敏感性指数的计算方法，可以
得出单个土地利用类型的土壤侵蚀敏感性和生境格
局敏感性指数。在已知土地利用类型的分维数倒数、
破碎度、分离度、土壤侵蚀敏感性和生境格局敏感性
指数的基础上，根据土地利用类型的生态脆弱度计算
模型，可以计算得出每个土地利用类型的脆弱度指
数。各指数计算结果见表 2。

表 2 土地利用类型脆弱度指数
Table 2 Vulnerability eco-index of land-use types
Land
use
types
FD FI FN SW SD VI
21 0.7081 0.0039 0.9148 0.1983 0.3003 0.4661
22 0.7052 0.0146 0.9951 0.2173 0.2583 0.4793
23 0.7211 0.0857 1.0000 0.2006 0.2760 0.4926
24 0.7179 0.0292 1.0000 0.2031 0.3550 0.5029
25 0.5332 0.0212 1.0000 0.2001 0.3598 0.4613
26 0.6531 0.7931 0.9989 0.2056 0.3490 0.5793
27 0.8209 0.0253 1.0000 0.2791 0.3591 0.5431
注：21 有林地，Forestland，22 灌木林，Shrubbery land， 23
荒草地 Grassland，24 耕地，Arable land，25 水域，Waters，
26 滩涂，Shoals land，27 城镇，Town。
6 期 朱雪. 基于土地利用格局的云南省福贡县生态脆弱度研究 663

从表 2 可以看出，土地利用类型脆弱度指数从高
到低为：滩涂>城镇>耕地>荒草地>灌木林>有林地>
水域。滩涂的脆弱度指数最高，城镇次之，这两类土
地主要沿河流分布，受人类干扰比较严重，对外界的
干扰比较敏感，稳定性较差。耕地是福贡县比较稀缺
的土地资源，主要分布在县域中部和南部，大多数耕
地为梯田或坡耕地，“壁耕”也比较常见，易受泥石流
等自然灾害影响。所以，耕地的脆弱度指数也比较高，
在粗放式的经营开发下，土地极其容易退化，发生水
土流失的机率较大。在各种土地利用类型中，除水域
外，有林地的脆弱度指数仅次于耕地，这主要得益于
福贡县大力发展林业的措施，而且有林地面积的增大
对于防治水土流失，增强区域生态系统稳定性起到了
极大的作用。研究区内的水域主要包括纵贯南北的怒
江，以及碧罗雪山和高黎贡山山顶的众多高山湖泊，
由于对怒江的开发程度较低，加之高山湖泊的通达性
较差，受到的破坏较少，所以水域的脆弱度指数最低。
从表 2 还可以看出，城镇、滩涂和耕地的土壤侵
蚀敏感性和生境格局敏感性较高，相应的，脆弱度也
都较高，这三类土地利用类型都是人类活动最集中的
区域。可见，在福贡县这样一个生态比较脆弱的地区，
人类活动的强度对生态系统的稳定性和敏感性有很
大影响，所以这些区域也是生态环境治理重点区域。

4.2 区域生态脆弱度分析
4.2.1 生态脆弱度分区特征
根据区域生态脆弱度计算模型，通过全区网格系
统取样计算得出了研究区 148 个点的生态脆弱度指
数，并运用普通克里格法插值生成了全区生态环境脆
弱度分布图，在综合分析脆弱度指数构成特点的基础
上进行等距重新分级，以 0.032 为间距，划分出了福
贡县生态环境脆弱性分区，共 7 个类型区。需要特别
说明的是，值愈大，愈脆弱（表 3）。

表 3 各脆弱度等级区面积统计
Table3 Area statistics of Ecologically fragile Level Districts
等级区
Level
District
值域
Range
面积（km2）
Area(km2)
百分比
Percenta
ge
Ⅰ 0.3941 - 0.3973 115.43 4.18%
Ⅱ 0.3974 - 0.4006 1009.48 36.58%
Ⅲ 0.4007 - 0.4039 925.17 33.53%
Ⅳ 0.4040 - 0.4072 74.29 2.69%
Ⅴ 0.4073 - 0.4105 421.86 15.29%
Ⅵ 0.4106 - 0.4138 182.00 6.60%
Ⅶ 0.4139 - 0.4172 31.28 1.13%
从脆弱性分区面积统计看，福贡县的脆弱性以Ⅱ
级和Ⅲ级为主导，二者面积之和超过了整个研究区的
半数。研究区内脆弱程度较高的三个分区，即Ⅴ级、
Ⅵ级、Ⅶ级，占研究区的面积较小。从斑块数量来看，
Ⅳ级区有 8 个，是数量最多的一个等级类型；Ⅲ级区
居其次，5 个斑块；其它级别区的斑块均为 2 个。

图 1 福贡县生态脆弱度分区图
Fig. 1 Fugong ecologically vulnerability zoning map

从脆弱性分区图（图 1）也可以直观的看出，Ⅱ
级区和Ⅲ级区是研究区内最主要的脆弱级别，Ⅱ级区
在高海拔地区呈带状分布，而在低海拔地区则呈面状
分布；Ⅲ级区主要分布在中海拔地区，呈带状分布。
研究区内脆弱程度最高的Ⅶ级区分布在福贡县县城
及周边的低海拔地区，县域最南端也有小面积分布，
这两个区域是人类活动最集中的区域，其中县城是流
域内人口密度最高的地区，这也说明人类活动的强度
直接决定了生态环境的脆弱程度。Ⅵ级区分布在Ⅶ级
区的外围，土地利用格局比较破碎，主要为灌木林，
而Ⅴ级区分布在Ⅶ级区外围的中海拔地区，Ⅴ、Ⅵ、
Ⅶ级区形成类似于同心圆状的结构。脆弱程度相对居
中的Ⅳ级区散布在怒江左岸的高海拔地区，土地利用
664 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

类型主要为灌木林。脆弱程度最低的Ⅰ级区分布在怒
江右岸北部的高海拔地区，大部分位于马吉乡境内。
福贡县生态脆弱性分区的大致特征如下：
（1）福贡县的生态脆性以Ⅱ级和Ⅲ级为主导。
这两个脆弱级别的面积之和超过了整个研究区的一
半。Ⅱ级区在高海拔地区呈带状分布，而在低海拔地
区则呈面状分布；Ⅲ级区主要分布在中海拔地区，呈
带状分布。
（2）研究区内脆弱程度最高的Ⅶ级区主要分布
在福贡县的经济、人口中心——福贡县城及其周边地
区，脆弱程度较高的Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ级区形成类似于同心
圆状的结构。这可以说明，对于福贡县这样一个典型
的生态脆弱地区来说，人口密度、人类活动强度对于
生态环境的质量的好坏具有决定性的作用。
（3）研究区内脆弱程度最低的Ⅰ级区，面积较
小，主要分布在怒江右岸北部的高海拔地区。
（4）Ⅳ级脆弱区是研究区内斑块数最多、空间
上最为分散的一个级别区，主要分布在海拔 3 700 米
以上的地区，主要土地利用类型为灌木林。
（5）福贡县脆弱性分区的大致规律为，以县城
为中心，越往外围，脆弱度越低。通过分析还可以看
出，随着人类干扰的不断的增强，脆弱程度越来越高。
4.2.2 各脆弱等级区土地利用格局分析
土地利用格局指数是影响区域生态脆弱度的主
要因子。计算各脆弱等级区的格局指数，分析其与区
域生态脆弱度的关系，有助于优化生态脆弱度评价因
子的选择。各脆弱等级区土地利用格局指数见表 4。

表 4 各脆弱度等级区土地利用格局指数分析
Table 4 Analysis of land use pattern indexes that Ecologically
fragile Level Districts
等级区
Level
FD FI FN SHDI SIDI
Ⅰ 0.7339 0.6157 0.0072 0.5239 0.2936
Ⅱ 0.7244 0.9016 0.0105 0.7546 0.4188
Ⅲ 0.7265 0.9156 0.0115 0.8216 0.4730
Ⅳ 0.7522 0.9180 0.0140 0.7090 0.3963
Ⅴ 0.7126 0.9495 0.0196 1.1040 0.6111
Ⅵ 0.7202 0.9347 0.0223 1.1827 0.6390
Ⅶ 0.7366 0.9048 0.0366 1.2598 0.5956

各区的分维数倒数基本维持在一个水平，变化不
大。其中，Ⅳ级区的数值最大，说明该区内的斑块形
状最为规则，受人类干扰的影响较大。各区的分离度
指数值呈上升趋势，即随着脆弱度的升高，区域受人
类干扰的程度逐渐增大，稳定性呈下降趋势。其中Ⅰ
级区的分离度最低，说明其受人类干扰的影响最小，
稳定性最强；Ⅴ级区的分离度最高，受人类影响最大，
稳定性最差。各区破碎度的变化规律明显，呈上升趋
势，即随着脆弱度的升高，区域的土地利用格局趋于
破碎化。其中，Ⅰ级区的破碎度值最小，说明该区的
斑块最完整，受人类影响最小；Ⅶ级区的破碎度最高，
这一区域是福贡县的人口密集区，各种功能在此汇
集，所以该区的土地利用格局最为破碎。
总的来说，破碎度和分离度指数很好的反映了区
域生态脆弱度，而分维数倒数并不是很理想，这是需
要改进的地方。另外，香农多样性指数和辛普森多样
性指数也很好的反映了区域生态脆弱度，以后类似的
评价可以考虑将其作为评价因子。

5 建议 (Suggestion)

首先，防治水土流失是实现福贡县生态环境综合
治理和持续发展的最重要途径。第二，人类活动是影
响福贡县生态脆弱的重要原因。因此，该区的城市建
设应该慎之又慎，要充分做好前期勘察工作。特别是
县城，规模不宜太大，应尽量以组团式为主。第三，
应逐步建立生态环境保护管理机制和决策机制，坚持
“在保护中开发，在开发中保护”的原则，实行环境
与发展综合决策，把环境建设贯穿于社会经济开发建
设的决策、规划、设计和实施过程中。最后，进一步
加强环保宣传教育，不断提高全民的生态保护意识，
积极推动公众参与环境保护。

参考文献(References)

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