1990~2000年昆明市景观格局变化研究
利用昆明市1990年和2000年2期遥感影像解译数据，结合GIS和统计软件，对昆明市10年间景观格局变化特征进行分析.结果表明：1990～2000年昆明市各景观要素之间变化显著，景观要素面积增加的有建设用地、城镇居住用地、草地和旱地，增加最大的是城镇居住用地，增加了10.92 km2，比1990年增加了
5.5%；面积减少的有水田、林地和湿地；各景观要素之间相互转化，其主要特征：
①城区外水田、旱地等生产用地向城市居住用地和建设用地转移，其中水田在10年间向城镇居住用地转化了1 134.25hm2，占1990年水田的5.81%；②林地、旱地和草地之间相互转化，林地向草地转化的面积最大，为1 694.19hm2.对昆明市景观格局分析结果为，随着城市化的快速发展，城市居住用地景观破碎度减少，斑块形状趋于规则化；林地、草地和旱地景观破碎度增大、斑块形状复杂化；景观总体格局趋向于多样化、复杂化.
Key words:landscape pattern change; landscape elements; transfer characteristics; Kunming city
景观生态学是地理学与生态学之间的交叉学科,它是以景观为对象,通过能量流、物质流、信息流和物种流在地球表层的交换,研究景观的空间结构、内部功能及各部分之间的相互关系［1］.在景观生态学研究中，景观格局变化是整个景观生态学研究的核心内容.景观格局变化是指在自然和人为影响下引起的景观结构、功能的改变.研究土地利用景观格局变化以及导致这些变化的因素等则成为景观生态学、环境规划和自然资源管理学等领域里的重要课题［2］.随着遥感(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)技术的发展，国内学者与专家们采用“3S”技术结合景观指数软件Fragstats，在湿地景观、区域景观、城市景观、土地利用与保护等方面展开了深入而广泛的研究［3,9］.
1990前昆明市城市变化不大，城区面积较小，1990年开始昆明市建设进入加速阶段，经过10年城市化建设，至2000年昆明市由市区中心向城区周边迅速扩张，城区面积增大，城市景观空间分布格局也发生了较大变化.本研究运用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术，研究昆明市1990~2000年城市化过程中景观时空演变和景观格局变化，旨在探讨昆明市城市化过程中的景观格局变化规律.
1 研究区概况
昆明市地处云南省中部偏北，北纬24°23′～26°22′，东经102°10′～103°40′，属于云贵高原中部，地势北高南低，海拔1 500～2 800 m，城区在滇池盆地北部，南濒滇池，三面环山.昆明市属低纬高原山地季风气候，年均气温14.5℃，最热月(7月)均温19.7℃，最冷月(1月)均温7.5℃，年温差12～13℃.全年降水量约1 031 mm，全年无霜期近年均在240 d以上.植被具有滇中高原的典型性，主要有常绿阔叶林、硬叶阔叶林、落叶阔叶林、暖性针叶林、温性针叶林、稀树灌草丛、灌丛、草甸、湖泊水生植被等［10］.
2 数据源及分析方法
2.1 数据源
数据源有中国科学院地理科学与资源研究所提供的美国陆地卫星（LandStat）1990年和2000年2期遥感影像图TM(空间分辨率为30 m)解译而形成的shp格式矢量数据，以及云南1∶10万的地形图、土壤图、土地利用图和行政区划图.中国科学院地理科学与资源研究所参照1984年全国农业区划委员会《土地利用调查技术规程》的分类系统，采用2层结构将土地利用与土地覆被分为：1—耕地、2—林地、3—草地、4—水域、5—城乡工矿居民用地、6—未利用地等6个Ⅰ级类，25个Ⅱ级类，其中耕地在Ⅱ级地类基础上又再分4个Ⅲ类［11］.根据昆明市景观构成要素的特点，在研究的过程中为了便于景观格局变化分析，景观要素的划分以生态系统要素为基础，结合土地利用现状分类系统，把昆明市的景观要素分成水田、旱地、林地、草地、湿地、城镇居住用地、建设用地7种类型.
2.2 分析方法
运用ArcGIS 9.2软件clip功能，通过昆明市行政区划图把昆明市范围的土地利用矢量格式图提取出来.在ArcGIS 9.2下把1990年和2000年昆明市土地利用图的空间属性进行叠加分析，获取昆明市景观转移矩阵及2期景观变化图.在ArcGIS 9.2下把1990年和2000年昆明市土地利用/覆盖变化图矢量格式转换为栅格式，导入景观格局指数计算软件Fragstats 3.3中，计算出景观格局指数.
3 结果分析
3.1 景观结构变化特征
昆明市景观的要素结构是：林地＞草地＞湿地＞城镇居住用地＞水田＞旱地＞建设用地.林地是昆明市优势景观类型，面积为1 003.97 km2，约占整个昆明市的42.18%；其次是草地和湿地,面积分别为459.73 km2、324.90 km2，占昆明市的面积比例分别为19.32%和13.65%（表1）.
林业调查规划第35卷第5期余茂源,等：1990～2000年昆明市景观格局变化研究
1990～2000年期间，研究区内景观要素结构变化明显，各景观要素面积呈现一定的增减，其中增加的有建设用地、城镇居住用地、草地和旱地，减少的有水田、林地和湿地；面积增加最大的是城镇居住用地，增加了10.92 km2，比1990年增加了5.5%；其次是草地，面积增加了9.18km2，增长2.0%；水田面积减少最大，减少了11.37 km2，每年以0.58%的速度在减少；建设用地景观变化率最大，比1990年增加了15.2%.
3.2 景观要素的转移特征
利用ArcGIS 9.2的叠置分析功能Overlay将2期矢量格式的数据导入，经过叠加分析即可获得T时期Aij状态的景观要素转移到T＋1时期Cij状态的景观要素［12］.由T时期到T＋1时期的景观变化空间数据Cij，可求得反映景观类型相互转化定量关系的转移矩阵，由此获得景观要素间的转移数量信息(表2).
从表2可以分析出昆明市从1990~2000年10年间景观要素内部之间相互转化的关系，水田景观在这10年间向城镇居住用地转换了1 134.25 hm2，占1990年水田的5.81%，是1990年水田转化为2000年其它景观最多的一个，其次是向建设用地转换，面积为27.14 hm2，表明昆明市城市化过程中，大量水田向城镇居住及建设用地转移，同期也有少量面积的其它景观要素转入水田，主要转入源是城镇居住用地和草地；旱地景观主要转化为城镇居住用地和建设用地，面积分别为43.4 hm2和21.76 hm2.旱地转移方向与水田相似，表明昆明市城市化过程主要为向较平坦的水田和旱地的扩张，而在这时期，转入旱地的景观要素是林地和草地.林地主要向草地和旱地方面转化，转化为草地的面积最大，为1 694.19 hm2.由于城市化过程中城镇向外扩张，部分林地也转化为城镇居住用地和建设用地，在同一时期转入林地的是草地和湿地.草地主要分布于林间与城市边缘地带，这一方面是由于植树造林的影响向林地转化，另一方面由于城市化和工业化加快，建设用地向城市郊外扩张，迫使草地向建设用地转化.昆明以滇池为主的湿地，因滇池面积较大，因而湿地总体变化较小.由于加大河岸绿化，部分湿地转化成林地；另一方面，城市建设扩大，也使湿地转化成了建设用地.城镇居住用地景观转化为其它景观的比例很低，只占1990居住用地景观的0.39%，1990~2000年期间加快城区绿化，使小部分城镇居住用地转化为林地，同期转入城镇用地景观的主要是水田和林地，其面积分别占2000年城镇居住用地景观总和的5.4%和0.25%；建设用地景观基本上没有转化为其它景观类型，同期转入建设用地的有草地、林地和水田等. 3.3 景观格局变化分析
景观格局是景观要素在景观空间的配置和组合形式，是景观结构和生态过程相互作用的结果［12］.在长期的景观生态过程中，景观各要素在空间上组织、排列、分布与配置呈现一定特征规律.本研究从宏观尺度上和时空尺度上研究昆明市的景观格局动态变化［13］，故选取以下指数：①优势度指数；②斑块密度；
③边界密度；④分维数；⑤景观形状指数；⑥香农多样性指数；⑦香农均匀度指数；⑧蔓延度指数；⑨聚集度指数；⑩散布与并列指数.
3.3.1 景观破碎化程度变化
景观破碎化是研究景观格局变化的一个重要的指标，景观的破碎化过程是景观格局变化的一个显著特征，也是城市化过程对景观格局影响的最主要表现之一.各景观要素破碎化指数变化如表3所示.从表3可见，1990~2000年10年间，昆明市林地、草地之间相互转化、互相分割，草地、林地和旱地破碎度增加；城市化建设使昆明市城镇居住用地向周边村庄、水田、湿地等扩张、延伸，主城区逐渐与周边的村、镇连接成片，因而城镇居住用地、水田和湿地的破碎化程度变小；建设用地的斑块个数增加，破碎化程度变大.
