土地利用景观格局变化的服务功能响应研究——以大清河水系阜平流域为例

以河北省大清河水系阜平流域为研究对象,利用景观格局指数分析法、服务功能价值量评价法及相关分析等方法,研究了1985—2015年该区域土地利用景观格局及生态系统服务价值变化规律,分析了服务功能与土地利用景观格局之间的相互关系,探讨了生态服务功能对土地利用景观格局变化的响应过程。结果表明:1)研究区近30年城市、林业、农业、水域景观呈增加趋势,荒漠、草地景观呈减少趋势。总体上表现为斑块数量减少,平均斑块面积增大,各景观类型连通性增强,景观结构愈加稳定。2)研究区生态服务总价值在2000年最高(58.08亿元),2000年之前呈增加趋势,2000年之后呈减少趋势。林地服务价值贡献率最大,其次为农田和草地;单项服务价值中维持生物多样性与保持土壤服务贡献率最大,其次为气体调节和气候调节。3)生态系统总服务价值与斑块密度、景观形状指数、面积加权平均形状指标、面积加权平均分维数、平均斑块面积、聚集度均有较强的相关性。     

基于RS和FRAGSTATS的南四湖湿地景观格局演变研究

基于1987,1997和2008年夏季的Landsat卫星影像,在RS和GIS支持下利用景观分析软件Fragstats3.3和景观生态学的理论,分析了南四湖湿地1987—2008年间土地利用变化特征以及各土地利用类型间的转化情况和景观指数变化特点。结果表明:1)湿地景观格局的总体特征是:景观格局变化显著,自然景观面积减少,人工景观面积增加;景观斑块破碎化加重,其中芦苇地、荷田和养殖水面景观格局变化最为剧烈。2)从景观指数方面看:类型水平上,不同景观类型的指数变化规律不同,体现不同的变化特征;景观水平上,斑块数量和斑块密度持续增加,平均斑块面积和蔓延度指数不断减小,Shannon多样性指数和均匀度指数则是先增大后减小。3)从转移矩阵看:1987—1997年景观格局变化相对和缓;1997—2008年景观格局变化相当剧烈;各种地类相互转化的比例较高,特别是芦苇地和荷田两种湿地自然景观面积转出的比例很大;并且转化更多的是自然景观转化为人工景观,体现了湿地明显的人为扰动特征。     

二滩库区土地利用变化及其景观格局动态研究

利用1999年和2003年2个时段的TM、ETM 遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观分析软件的支持下,对二潍库区(盐边)的土地利用类型变化及其景观格局动态进行了定量分析。结果表明:①耕地面积减少,所占百分比呈下降趋势,而有林地、灌木林地、草地所占百分比呈上升趋势。②耕地的斑块数目增加,平均斑块面积减少,斑块密度上升,有林地的斑块数目减少,平均斑块面积增加,斑块密度下降,草地的斑块数目不断增加,平均斑块面积增加,斑块密度下降。③有林地、灌木林地的面积加权平均斑块形状指数略有上升,斑块形状趋于复杂,而耕地、草地、疏林地的该指数略有下降,斑块形状趋于简单化。④从景观水平上看,景观格局变化的特征是斑块数明显增加,拼块平均面积减少,斑块密度增加,最大斑块指数减少,说明景观破碎度增加,景观异质性增强。蔓延度上升,散布与并列指数减小,说明景观的连通性增强。⑤景观多样性指数和土地利用相对合理指数增加,坡度较大的地区,耕地面积明显减少,相应地林地、草地面积增加,整体上土地利用结构趋于合理。     

山东省自然保护地整合优化前后景观格局变化及其驱动力分析

解决历史遗留问题是自然保护地整合优化的重要任务之一,同时也将引起自然保护地内的景观格局的变化,探讨自然保护地整合优化前后景观格局变化特征,对构筑山东生态格局安全具有重要意义。本研究以山东省自然保护地2020年封库数据为基础,从土地利用类型和景观格局两个尺度选取景观格局指数,借助ArcGIS和Fragstats 4.1软件,探讨全省自然保护地整合优化前后景观格局变化特征及其驱动力。研究结果表明,从景观类型水平看,整合优化后自然保护地农用地的斑块面积、空间连接度等显著降低,建设用地、林地景观类型破碎度和连接度降低;从景观格局水平看,调出矛盾面积的大小与景观格局变化贡献率呈正比,村庄面积虽小,但由于村庄分散性的分布特征导致其对景观格局破碎度的贡献率与城镇建成区和开发区基本一致。在六大类矛盾中,永久基本农田、人工集体商品林和矿业权的调出是影响景观格局变化的主要驱动因素。     

西藏林芝地区景观动态研究

在ARC/INFO支持下,运用景观指数方法,对西藏林芝地区2个时段的景观格局作了系统的分析。研究表明,该地区在1991至2000年10年间,在以火干扰和人类活动干预为主要驱动力的作用下,景观格局发展趋势是:受人为干扰逐步加强;景观基质即林地面积减少;多样性指数和均匀性指数呈上升趋势;斑块总数在增加。同时,运用马尔柯夫矩阵对未来土地利用的景观格局进行了预测:林地和水域面积逐年减少。     

2000—2020年海南岛流域景观格局时空演变及其推动因素分析

该研究基于景观格局指数对海南岛三大典型流域2000—2020年土地利用变化与景观格局演变特征进行分析,并揭示其驱动因素。结果表明：（1）流域内林地、耕地等类型面积呈减少趋势,建设用地、水域类型面积呈增长趋势,南渡江流域建设用地类型增长速率明显高于其他流域。（2）在类型层次上,流域内林地、草地和耕地景观斑块异质性强,斑块离散程度增大,破碎化程度加剧,斑块趋于复杂化;在景观层次上,流域内景观具有破碎度高、异质性强、连通性下降、景观均衡分布、优势度降低的变化特征,其中南渡江流域景观变化更为显著。（3）流域内土地利用类型变化与景观格局变化的主要驱动力为人口数量、GDP等社会经济因素。研究综合分析了海南岛三大流域的景观格局演变特征及其驱动因子,为海南岛典型流域的后续水土治理、景观空间优化提供科学参考。     

钱江源国家公园景观格局变化探析

从景观水平和类型水平两方面选取了斑块数量、斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、景观分散指数、蔓延度指数、香农多样性指数7个景观格局指数，分析2019年和2021年钱江源国家公园的景观空间分布特征及其动态变化。结果表明：（1）在土地利用变化方面，钱江源国家公园以林地和园地为主，占公园总面积的92%以上；与2019年相比，2021年各类土地利用类型变化不大，面积增加最多的是林地，面积减少最多的是耕地，森林覆盖率稳步增加，在一定程度上反映了园区在林业生态建设上所取得的成效；（2）在景观格局演变方面，2019年和2021年景观类型尺度和景观水平尺度的指数变化情况反映出园区内景观异质性趋缓，逐渐向优势景观均质化、整体化发展，且各类景观的交错分割现象得到一定程度的改善，有利于生态功能和生态系统稳定性的发挥。     

2000—2010年浑太河流域土地利用与景观格局变化研究

选择2000年与2010年两期Landsat TM遥感影像,基于RS/GIS技术、景观生态学理论和转移矩阵数据模型,综合土地利用特征,从景观多样性、空间异质性等方面对研究区景观要素时空变化进行定量分析,探讨了浑太河流域在近10年内土地利用格局、土地利用转化及景观格局演替规律。研究表明,受经济发展与快速城镇化等因子的驱动,林地、耕地和沼泽湿地等生态地类面积减小,建筑用地面积显著增加,景观格局呈现斑块不断变小、离散化和景观破碎化的态势。研究结果可以为流域土地利用变化规律和土地利用综合治理方案提供数据依据。     

竹山县土地利用景观格局动态变化分析

以湖北省竹山县1999年、2005年、2011年及2017年4期遥感影像为数据源,借助Arc GIS,ENVI和Fragstats等软件,提取研究区土地利用景观格局变化信息,采用主成分分析法,定量分析其驱动因素。结果表明:1)近18年来,研究区土地利用类型以林地、耕地和水域为主,土地利用程度综合指数呈下降趋势;2)土地转移主要以耕地和裸地转出,以林地、建筑用地和水域转入为典型特征,土地利用总体趋势与状态指数呈先下降后上升;3)景观结构上,林地一直是研究区优势景观类型,各景观类型面积占比顺序并未发生改变,斑块总数量呈下降趋势;4)景观异质性上,香农多样性指数和均匀度指数呈下降趋势,蔓延度指数呈上升趋势,说明研究区优势景观类型林地对整体景观格局控制力增加,各类景观类型空间连通性增强;5)社会经济和农业生产是研究区土地利用景观格局变化的主要驱动力。     

北京市第二道绿化隔离区林木树冠覆盖特征与景观格局变化

【目的】第二道绿化隔离区是北京城市重要的生态屏障,利用城市森林的理念和3S技术手段,开展其生态变化动态监测,一方面可对其生态建设成效作出评估,另一方面也揭示其景观生态格局变化的过程、趋势与动因,进而为该区域进一步的生态建设和生态基础设施维护提供借鉴。【方法】利用0.5 m分辨率的2002年航片和2013年的worldview2卫片信息,以国际上森林城市通用的城市林木树冠覆盖(UTC)指标为核心,在eCongnition遥感解译技术平台下,利用景观格局指数、转移概率矩阵、斑块尺度、土地利用动态度、缓冲区分析等景观生态学分析方法,对第二道绿化隔离区内的UTC格局特征与变化原因进行分析。【结果】第二道绿化隔离区的林木树冠覆盖(UTC)从2002年的28 839.84 hm~2增加到了2013年的63 709.95 hm~2,同期的林木树冠覆盖率增加了21.4%,不透水地表与草地占比同期分别仅增加了8.89%和7.8%,而耕地、水域和裸土地则呈现了面积下降的变化; 2002年景观基质为农田斑块与不透水地表斑块, 2013年为UTC斑块与不透水地表斑块,表明该区域生态化过程对区域的控制作用在逐步增强;从景观斑块的稳定性看,最稳定的景观斑块类型为不透水地表和UTC斑块,其保持自身不变的面积比例分别为64.59%和60.34%,而裸土地斑块类型95%以上的面积都发生了变化;从总体景观格局变化看, 2013年总斑块数量比2002年减少了176 979个,而斑块的分维数和斑块形状指数分别降低了0.052和0.128,景观斑块水平的多样性指数与均匀度指数也分别降低了0.136和0.076;从UTC斑块的变化来看,斑块数目净减少154 437个,而总的斑块面积增加了34 860.79 hm~2,斑块平均面积也净增了2 528.3 m~2;小、中、大和特大型UTG斑块数目与面积均呈现减少的动态过程。【结论】整个二道绿化隔离区景观的破碎化程度、斑块的复杂性与空间分布的不均匀程度都在降低,研究区域内景观斑块的自然化程度在提高; UTC斑块的变化趋势表明,第二道绿化隔离区UTC面积在快速扩大,其在城市生物多样性保护中的潜在作用也越来越大。从变化动因看,二道绿化隔离区规划的实施、城市总体规划、新农村建设政策、永定河与温榆河等大型河道生态治理和百万亩平原大造林等工程的实施都是最重要驱动因素。     

南四湖湿地补水前后景观格局变化分析

以2000、2002、2004、2009年4个时期的TM影像为主要数据源,结合其他辅助资料,利用ArcGIS及其扩展模块patch analyst、ERDAS 9.2提取了4个时期的湿地景观格局及变化信息,选取斑块数(NumP)、平均斑块面积(MedPS)、平均形状指数(MSI)、周长面积比(MPAR)、平均斑块分形维数(MPFD)、面积加权平均斑块分形维数(AWMPFD)等景观格局指数分析南四湖湿地补水前后景观格局的变化特点及原因。研究表明:补水前,南四湖湿地景观破碎,湖水域及裸露滩地面积所占比例比较大,补水后,景观格局得到明显改善。南四湖湿地景观格局变化的驱动因素主要有人为活动的影响和国家补水工程的实施。     

文峪河流域景观格局动态及其驱动力分析

以文峪河流域为研究对象,分析流域2000—2018年景观格局数量动态的面积、转移及速度特征。从斑块类型尺度与景观尺度2个层面选取景观指数分析流域近18年的景观格局动态,并在流域尺度上沿城市—林区梯度线分析沿线景观格局指数的梯度分布,基于数量统计模型对景观格局动态驱动力进行研究。结果表明,流域耕地、林地、草地面积有所减少,向其余地类支出面积,水域、建设用地、未利用地面积增加,向其余地类吸收面积,不同地类土地转移、变化速度情况不同。不同景观类型的格局动态不同,流域整体景观破碎化程度增加,连通性下降、景观规则度下降、景观核心面积下降,不同景观指数的梯度分布特征不同。自然驱动因子、社会驱动因子对流域景观格局变化均具有驱动作用,文峪河流域的景观动态在过去18年间经历了快速、复杂的变化,社会经济驱动因子是景观格局演变的主要驱动力量,经济与人口发展、产业结构及工业化进程是文峪河流域景观格局演变的重要驱动力量。     

香格里拉市林地景观格局分析及优化策略

利用香格里拉市2017年林地变更调查数据,选取斑块数量(PN)、斑块类型面积(CA)、斑块平均大小(MPS)、景观百分比(PLAND)、斑块密度(PD)、分离度(F)、景观多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)等8个景观指标,借助Fragstats4.2软件和ArcGIS10软件,从斑块特征、异质性以及多样性3个方面对香格里拉市林地景观格局进行分析。结果表明:香格里拉市林地景观格局类型较为丰富,多样性较高,斑块内部连通性较强;各林地景观类型分布不均,以针叶林景观为主,存在比较明显的异质性;景观类型斑块数量大,非林地景观破碎化严重。提出合理编制林地利用方案、不断提高林地景观格局稳定性,加强资源林政管理、控制林地破碎化程度,加快建设“智慧林业”步伐、高效管理林地资源,抓住林业重点工程建设、全面优化林地景观格局,结合林地适用类别,科学合理规划林地功能等优化策略。     

基于森林资源二类调查数据的黄龙山森林景观分类

以黄土高原黄龙山林业局蔡家川林场为例,选取优势树种(组)、海拔、坡度和坡向作为分类因子,利用ArcGIS,按分类因子分割林场森林景观空间为56 672个空间基本单元,建立起量化的、与植被和环境因子相关的森林景观空间基本单元数据库,在此基础上采用聚类分析方法把所有基本单元聚合为不同相似水平上的景观要素类型,结合生态特征和经营需要对聚类结果进行分析,最终确定了7种景观要素类型,生成了景观要素类型斑块图。斑块特征和空间格局分析结果表明:该林区森林景观中以小斑块要素比例最大,中、小和巨大斑块数占总斑块数的91.91%。栎类林具有最大的面积、平均斑块面积、斑块周长、最大生境面积和内部生境指数,是该地区受人为干扰相对较小、仍需要进行保护的景观要素类型。在森林经营中,应注意保护大型斑块的景观要素类型。景观多样性和均匀度较高,优势度相对较低,表明景观异质性好。     

岳阳市园林绿地系统景观结构分析

文章利用景观生态学理论和相关指标对岳阳市城市园林绿地景观结构进行分析,结果表明岳阳市岳阳楼区园林绿地景观类型齐全,面积分布均匀,云溪区和君山区受某一种类型园林绿地景观的支配,分布较不均匀;岳阳市城市园林绿地景观斑块密度大小依次为居住绿地〉单位附属绿地〉道路绿地〉生产绿地〉风景林地〉防护绿地〉公园绿地;廊道密度指数较小,城市绿地景观之间的连接性较差。根据研究结果,对岳阳市城市园林绿地景观建设针对性地提出建议,为建设功能完善、生态效益明显、景观优美的城市园林绿地景观提供科学依据。     

基于RS和GIS的安宁市景观格局动态变化分析

利用1996年和2003年两期遥感数据,在GIS技术和Fragstats软件的支持下,运用景观生态学原理,采用斑块面积、斑块数、斑块密度、形状指数、面积周长分维度指数、聚集度指数、结合度指数、蔓延度指数、香农多样性指数和均匀度指数等从景观类型水平和景观水平对安宁市景观格局的动态变化进行了分析。结果表明,在类型水平上,安宁市的农业用地和荒地面积减少,而林地和水域面积增加,反映出近年来安宁市开展开荒造林和退耕还林工程的成效;从景观水平上来看,景观多样性提高,且趋于均匀,单类型景观占主导地位的程度降低;从斑块密度、分维度指数和蔓延度指数进行分析表明,景观破碎程度增大,斑块形状趋于复杂化,斑块间趋于离散,反映出人类活动对景观格局的干扰特征。     

信宜市土地利用景观格局研究

以广东省信宜市为研究区,利用patch analyst景观格局分析软件,选取斑块数目、斑块面积、斑块密度、平均斑块大小、斑块面积标准差、斑块面积变异系数、平均斑块形状指数、面积加权平均斑块形状指数、平均斑块分维数、面积加权平均斑块分维数、破碎度、均匀度和多样性指数等指标,对信宜市土地利用景观格局进行分析.结果表明:各类...     

缙云山山地乡村景观组成对地表径流水质的影响

为探索山地乡村景观组成对地表径流水质的影响,以重庆市北碚区缙云山缙云村山地小流域为研究对象,基于土地利用分类,将其划分为若干汇水单元,从汇水单元角度探讨山地乡村景观的土地利用类型组成、景观格局特征与地表径流水质指标之间的关系。结果表明,研究区土地利用结构以林地为主,旱地、果园次之,空闲地所占面积比例较少;研究区山地乡村景观类型丰富,部分区域受到一定程度人为干扰,出现景观破碎化程度增加、连接度降低等景观问题;研究区不同土地利用类型面积占比与地表径流水质指标之间呈显著或极显著相关关系,其中旱地、果园、菜园、农村宅基地、坑塘水面面积占比与之呈正相关关系,林地（常绿阔叶林、针阔叶混交林、竹林面积）占比与之呈负相关关系;研究区不同汇水单元景观格局指数与地表径流水质指标之间呈显著或极显著相关关系,其中斑块密度、边缘密度、景观分割指数、多样性指数与之呈正相关关系,斑块平均面积、最大斑块指数、蔓延指数、斑块内聚指数与之呈负相关关系。     

文峪河流域河岸带植被景观格局分析与规划

以山西吕梁文峪河流域地形图、航片等为基础资料,借助Geoway软件及Visual FoxPro与Microsoft Excel对数据进行处理、转化.选取斑块面积指数、标准差、变动系数、多样性指数、优势度等景观指数对流域总体景观格局进行分析.结果表明,林地和灌草丛对整个流域河岸带植被景观起绝对控制作用,占相当比重的耕地是流域治理中不容忽视的类型;小规模分散分布的村庄是引起流域河岸带景观破碎化的主要原因;水面、草甸等类型对维护河岸带景观多样性有着重要意义.藉此,提出了流域分段治理的规划设计,即在流域上游段,以自然演替优先,辅以人工管理;在中游段,封育管建并重,人为促进更新;在人为干扰严重的下游段,以人工建设为主进行河岸带生态恢复重建.