科尔沁城镇化过程对沙地景观的影响

城镇空间扩展所表征的城镇化过程及其对区域景观的影响,是景观生态学研究中的重要方向之一,也是景观生态学中格局-过程研究的重要组成部分。以1985—2013年遥感数据为基础,GIS技术与景观格局分析方法为手段,采用主要指标构建的城镇化指数定量分析了城镇化过程对科尔沁沙地景观的影响。结果表明:近28 a来,区域城镇化发展较快,年均提高0.64%,并呈现阶段性特征,研究区景观变化明显。在斑块水平上,农田、固定沙丘、林地、居工地的面积增加,其余景观类型的面积减少;农田、居工地与林地的破碎化程度增加;农田、固定沙丘最大斑块面积增加最显著,在区域中的优势作用增强。在景观水平上,区域景观破碎化程度减轻,空间集聚程度增加,景观类型组成趋于简单。区域内城镇化过程对不同类型景观的影响存在差异性,其特征表现为城镇化对农田、居工地的影响最大,对其他类型景观的影响较小。城镇化指数与斑块数量、散布与并列指数、香农多样性指数之间存在显著的负相关关系,城镇化指数与蔓延度指数为显著的正相关关系,表现为研究区景观破碎化程度、空间散布程度、异质性均随城镇化水平提高而减小,反映出城镇化与景观变化存在一定的内在联系,选取的景观指数能够反映城镇化过程对区域景观的影响。     

三江平原典型淡水沼泽湿地景观格局变化研究——以三江自然保护区为例

在RS与G IS技术的支持下,以1976、1986、1995、2000、2005年的TM遥感影像为数据源,综合利用各种斑块形状指数、斑块面积、斑块数量等景观特征指标,对三江自然保护区的沼泽湿地景观格局的动态变化以及景观基质的演变过程进行分析。结果表明:在近30年内研究区的沼泽湿地面积呈显著下降的趋势。1976~1986年,沼泽湿地面积减少,斑块数量增加,破碎化程度加大,斑块边界复杂度显著增加而边界连通性显著降低。1986~2000年,沼泽湿地面积及其边界复杂度变化幅度不大,斑块数量不断减少,边界连通性显著增加。2000~2005年,沼泽湿地面积与斑块数目均显著下降,破碎化后的湿地斑块逐渐被其它景观类型取代,同时边界复杂度显著增加而边界连通性明显下降。近30 a内,研究区由原始的沼泽和草甸景观基质逐渐转变为农田景观基质。     

矿区土地利用及生态服务价值动态评估——以山西省朔州市为例

以山西省朔州市1989、1996和2008年3期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对矿区土地利用及生态服务价值进行分析。结果显示:农田是朔州市主要的土地利用类型,其次是草地和林地,1989、1996和2008年农田面积分别占到研究区面积的53.37%、44.20%和48.08%。1989-2008年的20年来,农田和林地的面积分别减少了56251.56hm2和24251.25hm2,草地的面积增加了110820hm2,主要土地利用转移方向为:1989-1996年间,农田比较稳定,草地和林地主要转化为建设用地;1996-2008年间,农田依然很稳定,草地主要转化为农田、林地和湿地。从研究区的空间格局来看,1989-1996-2008年两个时期,研究区斑块数量和景观形状指数一直处于增加状态,景观多样性指数呈增加-减少的状态,景观凝聚度指数的变化与多样性指数相反。从生态服务价值的角度来看,1989-1996-2008年两个时期,研究区生态服务价值量先增加后减少。     

基于GIS的祁连山森林景观格局分析

在地理信息系统软件ArcGIS环境下 ,将祁连山区DEM图和坡向图分别同植被图叠加 ,分析研究区各景观组分在空间的分布特征 ;用定量分析景观结构和景观格局程序Fragstats计算景观和各景观组分的相关指数 ,分析其连通性、完整性、破碎化程度及聚集程度。结果表明 :研究区各景观组分分布受海拔高度和坡向的影响非常明显。各景观组分的完整性、连通性和破碎化程度也很不均衡。草地是研究区面积最大、连通性和完整性最好的景观组分 ;青海云杉林呈斑块状或带状分布在阴坡和半阴坡 ,形状最为不规则 ,平均斑块面积小且距离近 ,易受干扰而发生重大变化 ;宜林地和祁连圆柏林相对于农田、疏林地有较强的扩张特征 ;而杨类阔叶林各斑块间相隔距离大 ,斑块之间的邻接性差 ,破碎化程度最为严重。     

塔里木河上游景观破碎化的时空动态变化分析

本文以遥感影像资料为基础信息源,以GIS及Fragstats景观格局分析软件为数据处理和破碎化指数计算的工具,在分析了塔里木河上游2000年和2005年景观格局变化的总体特征的基础上,选择景观斑块密度指数、景观斑块数量破碎化指数、景观斑块形状破碎化指数、景观分离度指数等指标,对塔里木河上游2000年和2005年景观破碎化程度进行了不同角度的分析。结果表明:就整个景观而言,斑块数量减少而平均斑块面积扩大,景观分布趋于连片,景观破碎化指数趋于稳定和减小;同时由于绿洲内部城镇化,农田水利设施的发展及绿洲外围的不断扩张,局部地区景观破碎化现象亦存在。     

景观格局分布特征的区域差异分析--以鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为例

以内蒙古鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为研究区域 ,以TM遥感影像解译的 1998年土地利用图为基础资料 ,将伊金霍洛旗划分为毛乌素沙地亚区、乌审凹地亚区和黄土丘陵亚区。从区域尺度 ,利用多样性、优势度、均匀度、分维数、平均斑块形状指数、平均斑块大小、斑块密度指数和斑块体平均斑块边缘等指数 ,对不同景观亚区的景观格局进行了数量分析。结果表明 ,在景观亚区这一尺度上 ,毛乌素沙地亚区一方面对该旗景观格局起控制作用 ,另一方面该亚区所承受的人类活动强度最大 ,景观的破碎化程度最深。而乌审凹地亚区的景观破碎化程度最小 ,人类活动强度最弱。从景观要素来看 ,无论哪一亚区均以天然草地为景观基质 ;不同类型斑块总的格局特点是 ,受人类影响程度愈深的斑块 ,其破碎化程度愈深 ,斑块的复杂性降低。总体而言 ,天然类型的斑块体 ,其斑块复杂性以乌审凹地亚区最为复杂 ,斑块的破碎化程度则以毛乌素沙地亚区最深 ;而人工斑块类型的变化规律在不同斑块类型之间稍有不同。     

塔里木河三源流区湿地演化特征遥感分析

以1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS-2三期卫星遥感数据为基础信息源,对塔里木河三源流区湿地演化特征进行了初步分析。研究结果表明:1)32年间,塔里木河三源流区湿地减少面积共计1790.73km2,天然湿地的严重退化是引起湿地面积锐减的主要原因。2)湿地景观斑块数和斑块平均面积均呈逐年减小的变化趋势,1975-2000年湿地变化以萎缩方式为主,2000-2007年小湿地斑块则出现了严重的消亡现象。3)湿地景观多样性指数和破碎化指数逐年减小,优势度指数则呈逐渐增加的变化趋势,表明塔里木河三源流区湿地景观多样性降低,各类型所占比例差异逐渐增大,湿地主导类型已由沼泽草甸湿地转变成了河流湿地。4)人类活动对湿地的破坏强度明显减弱。1975-2000年,塔里木河三源流区因"围湿造田"而直接占用的湿地面积达782.75km2,2000-2007年减少至606.48km2,尤以和田地区变化最为显著,因"围湿造田"占用的湿地面积由286.43km2减少至75.77km2。32年间,喀什地区"围湿造田"强度高居不下,是湿地退化人类活动影响强度最大的地区。     

天津市大港水库东亚飞蝗生境遥感动态监测

为实现多尺度东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis生境动态监测并分析其生境变化驱动因素,本研究结合遥感与地理信息系统技术,采用多时相遥感卫星影像提取天津市大港水库2002、2006及2013年东亚飞蝗生境空间分布信息,从整体景观尺度(面积变化)、像元尺度(多时相信息二进制编码)以及斑块尺度(景观指数)定量分析东亚飞蝗生境的时空变异特征。结果显示,2002—2013年适宜东亚飞蝗孳生的区域面积呈下降趋势,由2002年的329.98 km²降至2013年的146.34 km²;2002—2013年东亚飞蝗生境斑块数呈现降低趋势,斑块形状指数和平均斑块面积先减少后增加,而景观破碎度指数先增加后下降,说明2002—2006年东亚飞蝗生境景观破碎化程度较高,2006—2013年东亚飞蝗生境景观破碎化程度较低。表明基于多时相遥感影像能快速获取东亚飞蝗生境的时空变异特征,有助于东亚飞蝗监测预警及科学防控。     

城市景观格局变化对城市热岛效应的影响--以乌鲁木齐市为例

利用遥感软件对1987年,1997年2期遥感影像进行监督分类,得到乌鲁木齐市的景观分类和景观格局变化图,并运用Fragstats软件对2期的景观格局做出定量评价,计算斑块数、斑块密度、平均斑块面积等景观指数;同时利用单窗体法提取各期LST(陆地表面温度),对两者进行比较分析发现:①城区面积的扩大使城市热岛效应在强度和面积上有加强的趋势;②尽管绿地面积变化不大,但其破碎度增加,使城区与绿地相混合程度提高,导致特高温区域面积减少;③由于水体斑块数的增加,使更大范围的城区在水体影响下局部温度降低,但由于自然水体面积有限,且总体呈减少趋势,使得郊区、水库区域明显增温,与城市中心区域温差逐渐缩小.由此,针对研究区的具体情况,提出改善城市热岛效应的对策.     

西北内陆干旱区湿地景观格局变化——以新疆准噶尔内流区为例

应用"3S"技术,通过选取景观多样性指数、优势度指数、破碎度指数、斑块形状指数等空间格局指数对准噶尔内流区1975年至2009年近三十四年间湿地景观格局变化进行研究。结果表明:近三十四年来湿地面积总体小幅度增大,其中,1975年至2000年,湿地面积小幅度增大,2000年至2009年,湿地面积小幅度减小。湿地景观多样性增大,优势度减弱,破碎度先增大而后减小,斑块形状趋于复杂,各湿地景观类型间的差异减小,湿地景观结构趋于稳定。各湿地类型中,河流湿地面积先增大而后减小;湖泊湿地面积先增大后减小;沼泽湿地变化幅度较小;人工湿地面积持续减小。准噶尔内流区湿地景观格局的变化与流域内的水资源循环相关性较强,人类活动尽管对其产生了较大干扰,但并未改变湿地整体景观格局,因而,有利的气候条件与合理的人类活动是西北内陆干旱区湿地景观稳定与发展的决定因素。     

祁连山中段植被群落的时空格局变化

充分了解植被群落时空格局分布特征是开展生态环境恢复工作的前提。选择祁连山中段寺大隆林场为研究区,对1976、1991、2001、2016年的LANDSAT影像进行地物分类,并利用3种景观指数对植被群落生境破碎化程度进行分析,同时运用CA-Markov模型对植被2031年的分布情况作出预测。结果表明:人为因素是导致植被群落变化的主要原因;1976—2016年,祁连山中段寺大隆林场植被群落的分布面积发生了巨大的变化,乔木和草地分布面积分别减少了91 km~2和169 km~2;1976—2001年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积(MPA)分别减少了1.22 km~2、0.14 km~2和0.16 km~2,聚合指数(AI)分别减少了2.79、0.03和8.77,平均分维数(Fd)分别增加了0.013、0.001和0.005,植被群落生境破碎化严重;2001—2016年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积(MNA)分别增加了0 km~2、0.13 km~2和0.02 km~2,聚合指数(AI)分别增加了2.38、0.21和6.55,平均分维数(Fd)分别减小了0.005、0.002和0.002,植被生境得到修复;在现行趋势下,预测2031年乔木面积为409 km~2,灌木面积为486 km~2,草地面积为550 km~2,在面积分布上基本与1976年水平相当,植被生境恢复效果显著。     

人类活动对村级景观的影响

村落具有人类活动所造成的许多景观特征 ,是研究人为干扰对景观影响的良好场所。本文以研究点与村落中心间的距离作为人为干扰强度的划分指标 ,把村落按重度人为干扰、中度人为干扰和轻度人为干扰三个等级分为中心区、过渡区和基质区 ,分析人类活动与村级景观特征的相互关系。结果表明 :随着人为干扰强度的增加村级景观的斑块密度指数、破碎化指数、多样性指数、相对丰富度指数和均匀度指数均相应增大 ;中度人为干扰使得上述五种指数值最大 ;但中度干扰时景观优势度指数最小 ;随着干扰强度的增强 ,与人们生活密切相关的景观类型的分形维数减小 ,斑块的相似性增强     

新疆艾比湖流域景观格局尺度效应

通过了解流域景观格局指数的尺度效应,能客观反映土地利用景观格局及其动态变化。以MODIS和OLI为数据源,针对地区社会经济活动频繁、人为干扰强烈和生态脆弱等特性,以土地利用/土地覆盖(LUCC)类型为斑块类型划分依据,将流域内的LUCC类型划分为7种景观类型,选取类型水平和景观水平来计算景观特征指数,分析不同景观格局尺度效应的响应情况。结果表明:(1)在类型水平上,随着空间分辨率的不断降低,MODIS和OLI影像所计算的斑块密度都随着粒度的增大而减小;斑块面积的变化趋势相似,除个别地类变化剧烈外,其余各地类的变化幅度较小。MODIS影像中各地类的周长面积分维度的总体趋势是减小的;OLI影像所计算的周长面积分维度的总体趋势成基本持平状态。凝聚度指数、边缘密度、斑块面积百分比、斑块类型面积和有效网格大小的散点图分布较为集中,有个别尺度下的某一土地利用类型出现异常的现象。(2)在景观水平上,不同遥感影像中各景观指数的变化趋势表现出不同形式,且不同景观指数间的变化趋势也存在差异。随着空间尺度的增大,斑块密度、景观形状指数和斑块数量均呈现单调下降的趋势;最大斑块指数的变化趋势不确定;香农多样性和香农均匀性指数的整体变化趋势相对稳定。     

半干旱地区沙地景观破碎化趋势分析--以科尔沁沙地为例

采用RS和GIS手段,对科尔沁沙地典型地区不同时期的农田和固定沙丘景观数量和形状破碎化的趋势进行分析,结果表明：农业生产活动对农田景观的影响丰要表现在对斑块数量破碎化的影响,而对斑块形状破碎化的影响不大。放牧过程对固定沙丘景观破碎化的影响非常显著,这一过程不仅影响到斑块数量破碎化,而且也影响到斑块形状破碎化。回归分析结果,二者为较复杂的抛物线型关系。此外,沙漠化过程对农田和固定沙丘景观破碎化影响的关联分析表明,沙漠化过程与所有的破碎化指数呈负关联。其中,除农田形状破碎化指数外,其他破碎化指数与沙漠化过程无显著的关联,说明随着沙漠化程度的增大,农田斑块的形状简单化的趋势也加强。     

草原文化遗址区景观格局变化及其生态风险评估——以元上都为例

以元上都草原文化遗址区为研究对象,运用1990、2000、2010年TM影像数据,RS与GIS技术及景观格局分析软件,在对研究区景观结构与景观格局时空变化及其对区域生态环境的影响进行分析的基础上,借助景观干扰指数及景观脆弱度指数,构建生态风险指数开展其生态风险动态评估。结果表明:近20年来,元上都遗址区的景观结构变化较大,其中草地、湿地与沼泽面积均在减少,而耕地、林地、居民点与工矿用地、沙地面积增幅明显;草地景观的优势度降低,景观格局向破碎化、复杂化、多样化与异质化发展。生境质量下降、边缘效应增加、草地生态系统抗干扰能力降低、沙地面积扩张是元上都遗址区生态环境致损受危的风险源;因景观稳定性逐渐降低使其面临的生态风险有加大趋势。     

LUCC视角下的艾比湖流域典型区域景观格局时空变化研究

在RS和GIS技术的支持下,以艾比湖流域典型区域1990、1998、2011、2013年的四期Landsat影像为数据源,利用ENVI4.8得到艾比湖流域典型区域4个时期的土地利用/覆盖类型转移矩阵,并对土地利用面积变化量进行分析,利用土地资源数量变化指数单一土地利用类型动态度和区域土地利用综合动态度模型对土地利用问题进行信息的提取,借助景观生态学软件Fragstats3.3进行景观指数的计算,深入探讨了近20年来艾比湖流域典型区域景观格局的时空动态变化。从景观和斑块尺度上分析了1990~2013年艾比湖流域典型区域景观格局变化的整体特征和空间异质性。结果表明:从1990~2013年耕地面积不断增加且幅度最大,增加134354.07hm~2,其他地类的面积有所减少;各地类景观斑块数持续增加,斑块形状趋于不规则化,整体景观趋于破碎化;景观香农多样性指数在2011年出现最高值1.5173,景观丰富度在这一年最明显。该研究对艾比湖流域土地利用动态及环境演变等研究有着非常重要的意义。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。     

1985年~2000年西藏地区景观格局变化及影响因子分析

利用西藏地区1985年及2000年两期遥感影像解译的数据,并结合GIS和统计软件,对西藏地区15年来景观格局变化特征进行分析。结果表明:1985年~2000年,西藏地区各景观要素之间发生了显著的变化,未利用地、居住地及建筑用地、灌木林地及疏林地面积增加,其中居住地及建筑用地增加的速度最快,增长率为46.6%;农用地、森林、草地、河流及湖泊、冰雪地面积减少,河流、湖泊和农用地面积减少率较大,分别为13.1%和10.4%;各景观要素发生相互转移,其中转移程度较大的是草地与未利用地,未利用地向草地转换了80313.46km2,草地向未利用地转换了155974.97km2,占草地转出量的90%以上。通过对景观格局分析发现,总体景观斑块数量增加,最大斑块指数减小,景观多样性指数、均匀度、破碎度增加,优势度等减小,西藏景观格局向多样化、破碎化发展;同时各景观要素之间聚集度指数在增加,形状指数、分维数减小,景观不同要素分布交错格局趋于简单,斑块形状向着规则化方向发展。利用典型相关性分析方法对景观格局变化的影响因子进行分析,发现人口增长、过牧等人为活动以及海拔、气温等自然因子是西藏景观格局变化的主要影响因子。     

浑善达克沙地景观格局变化研究

在遥感和GIS技术的支持下,通过采用转换矩阵和斑块伸长指数、破碎度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数等景观指数分析了80年代末期到2000年浑善达克沙地景观动态变化,结果显示:①景观要素类型尺度上,研究区草原景观和固定沙丘景观面积明显缩小,半固定沙丘景观和流动沙地景观向外扩展,反映出整个沙地向荒漠化方向发展的趋势;②景观尺度上,斑块伸长指数有所下降,破碎度变大,反映出人类活动对景观的干预作用不断增强;景观多样性指数和均匀度指数减小,优势度指数增加,表明景观的组成趋向简单,主要景观对区域景观变化起到主导作用,景观中的支配能力和影响力在增强。     

近40年来山西省湿地景观格局变化分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1975-2014年四个时间段的卫星遥感数据,在1:5万目视解译的基础上,通过选取斑块数量、斑块面积、斑块平均面积、多样性、优势度和破碎度等具有典型生态意义的景观格局指数,较系统地分析了山西省湿地景观空间格局的变化特征。结果表明:40年间山西省湿地总面积减少了431.16km~2,年均减少10.78km~2,同时湿地退化速率明显加快,其中2007-2014年湿地年均减少面积是1975-2000年的3倍;40年来湿地景观多样性下降,优势度增加,破碎度指数先增加后持续减少,2000年以来湿地空间分布格局趋于集中;河流湿地是山西省湿地景观的主导类型,1975-2000年,河流湿地面积减少、斑块数量增加,呈破碎化发展,而2000-2007年,大量的小湿地斑块出现了消亡现象,河流湿地破碎化程度降低;随着人类活动干扰强度的增强,人工湿地所占面积比例逐渐提升,优势度指数增大,表明人类活动对山西省湿地景观格局变化的影响程度较大。