快速城市化地区城市森林景观破碎化的动态演变分析

【目的】综合分析城市森林景观破碎化的动态演变趋势,为快速城市化地区的城市总体规划、绿地系统规划、森林城市建设、城市可持续发展提供科学依据。【方法】基于广东省惠州市1990、2000、2010年Landsat TM/ETM+卫星影像,采用景观格局数量分析和转移矩阵从中心区、近郊区和远郊区3个梯度分析城市森林景观破碎化动态特征及演变。【结果】惠州市城市中心区斑块密度由1990年的0.08个·hm~(-2)增加到2010年的0.25个·hm~(-2),平均斑块面积由11.81 hm~2下降到3.92 hm~2;近郊区的斑块密度和平均斑块面积也呈相似的变化趋势,但2000—2010年间的变化相对较小,说明破碎化斑块逐步缩小;在远郊区,景观破碎化趋势较为缓慢,斑块密度由0.18个·hm~(-2)增加到0.30个·hm~(-2),再降至0.11个·hm~(-2),平均斑块面积由9.12 hm~2减小至3.51 hm~2。在1990—2000年期间,城市无序和快速的扩张,城市绿地的斑块数量增多,面积减小;但在2000—2010年期间,通过城市公园、人工荒山绿化、生态修复等人工绿地的有序建设,城市绿地斑块面积逐渐增大,斑块整合逐渐加强,景观破碎化程度逐步降低,表现出典型的逆破碎化趋势。【结论】人为有序和有规划的生态修复和重建可以有效地改善城市森林景观状态,提高城市森林覆盖率。     

不同建筑密度下城市森林景观逆破碎化趋势

基于Quick Bird卫星影像和地理信息系统,对不同建筑密度城市森林覆盖率梯度下景观破碎化趋势的响应进行了分析。结果表明,城市森林景观破碎化状态受建筑物密度的影响较大。建筑物密集区是城市森林景观破碎化的敏感区域,建筑物密集区城市森林景观破碎化程度较高,随森林覆盖率的升高呈现波动性状态响应,森林覆盖率10%～15%是密集区城市森林景观指数的波动区段,建筑物非密集区城市森林景观破碎化状态随森林覆盖率的增加呈现稳定的下降趋势,森林覆盖率20%～30%是非密集区城市森林景观指数的急剧变化区域。     

农业景观破碎化时空演变特征及其驱动力研究——以株洲市为例

科学评估农业景观破碎化程度是实现农业生态安全的基础,也是制定有效生态保护与恢复策略、优化农业生产布局的前提条件。本研究以湖南省株洲市为研究对象,探讨了2000—2020 年间农业景观演变及其破碎化的时空特征,并运用地理探测器揭示了其驱动机制。研究发现:株洲市农业景观经历了明显的时空演变,耕地面积减少、林地增加,主要受退耕还林政策等影响;农业景观破碎化程度先升高后降低,总体呈现先提高后减小的趋势;人口密度、GDP密度和路网密度对破碎化程度具有较高的解释力,其中人口密度与GDP 密度的交互作用影响最显著。本研究为农业景观保护和规划提供了科学依据。本研究为农业景观保护和规划提供了科学依据,有助于实现景观的可持续发展和空间连续性。     

陕北黄土高原林草景观破碎化时空演变特征分析

以退耕还林还草生态工程重点区域陕北地区为研究区,采用土地利用转移矩阵、FLUS模型、Fragmentation模型分析1980-2015年林草景观破碎化的空间结构特征以及生态演化过程。结果表明:1）研究区域以林地、草地和耕地的景观类型为主,退耕还林还草工程实施后,林草总面积大幅增加,植被覆盖率提高,明显改善了陕北黄土高原的生态环境;2）Kappa系数与FOM系数数值均表明FLUS模型精度较高,可适用于未来土地利用情景模拟,利用FLUS模型预测2030年陕北黄土高原地区各土地利用类型的分布情况,发现研究区2030年耕地将明显减少,林草面积有大幅增加,建设用地持续扩张;3）空间格局上,景观破碎化呈现以“大核心类型为主导,边界类型集中分布”的特点,景观破碎化程度减弱。研究结果为陕北黄土高原地区林草景观结构优化和生态系统服务价值提升提供一定的参考。     

山地—旅游型城市景观破碎化时空演变特征及驱动因素——以安徽黄山市为例

以2000年、2010年、2018年的Landsat遥感影像为数据源,通过GIS、ENVI等软件的技术支持,获取黄山市景观类型面积变化及转换情况,借助Fragstats软件分析黄山市景观格局指数并选取9个景观类型指标探究黄山市景观破碎化时空演变特征及驱动因素。结果表明：2000—2018年,黄山市景观类型的变化较大,主要表现为耕地景观逐渐减少、建设用地景观持续扩张、林地景观先增加后减少。各景观类型空间聚集程度低、破碎化程度高,景观平均斑块面积降低,异质性增加,分布趋于均衡化;山地、人口、旅游收入及交通发展是驱动景观破碎化变化的主要因素。     

区域森林景观破碎化对比分析

以盆地丘陵区(仁寿县和营山县)和川西地区(道孚县)典型区域的林相图和调查资料为基础,结合林分起源和林种分析,研究了森林景观破碎化特征,针对不同区域景观破碎化的现状,提出了不同区域森林经营的具体措施。结果表明,不同区域林业用地类型的破碎化和主要植被的破碎化差异均显著;由于人为活动干扰,森林破碎化总体上表现为盆中和盆周地区显著高于川西地区;对人类活动的合理调控与管理有利于森林景观恢复与景观安全格局的维持。     

中国国家森林城市时空演变历程、特征及动因分析

【目的】分析219个国家森林城市时空演变的历程、特征和动因,并针对当前国家森林城市空间分布失衡提出建议,促进协同发展。【方法】从中国社会经济发展的宏观视域出发,借助历史研究法及文献分析法划分国家森林城市的发展阶段及建设观念;采用核密度估计、标准差椭圆及基尼系数分析国家森林城市的空间演变特征;采用叠置分析、矩阵分析及SPSS探索国家森林城市时空演变的影响因素。【结果】(1)宏观发展阶段。此阶段可归纳为基础探索—系统规范—快速发展等3个阶段,建设观念呈现“碎片化—一体化”“过度化—自然风”“绿起来—活起来”三大转变。(2)空间数量演变。建设覆盖面涵盖5个等级,数量分布与“胡焕庸线”高度吻合,即东多西少、南多北少,集聚热点由少至多。(3)空间态势演变。具有集聚性、方向性、联动性特征,呈现“点上突破—线上衔接—面上拓展”的联动发展模式。【结论】政策调控和观念升级为国家森林城市建设提供支持和引导;自然约束力和社会驱动力是创建高质量、低成本的国家森林城市的必要条件,决定了国家森林城市的数量分布和空间演变趋势;城市转变力紧扣群众需求为国家森林城市的提质升级提供了切入点。在动因分析基础上,提出促进国家...     

典型旅游城市黄山市森林景观时空动态变化遥感分析

森林景观动态监测是识别森林生态系统内部功能与结构变化驱动机制的基础。以典型旅游城市和国家森林城市黄山市为例,以1988、1997、2006、2018年遥感影像为数据源,采用景观转移矩阵、核密度分析、景观指数等方法对黄山市森林景观时空动态变化特征进行分析。结果表明:1）森林景观为黄山市主要景观类型,有林地为优势景观,1988-2018年,有林地面积占比逐渐上升;空间上形成林地亚类镶嵌分布格局;不同年份林地亚类转移以有林地与疏林地之间相互转移为主。2）不同年份海拔与森林覆盖率呈正相关;黄山市大多数乡镇森林覆盖率在75%以上,森林覆盖率<50%的乡镇聚集在以屯溪区、徽州区为核心的中部偏东南区域;1997-2006、2006-2018年林地变化核密度密集区分布广泛,而1988-1997、1988-2018年林地变化分布较为聚集。3）景观水平上,1997、2006年聚合指数呈下降趋势,景观分裂指数呈现升高趋势,景观破碎度增加。类型水平上,有林地1988-2006年破碎度增加,2018年有所下降;疏林地较有林地破碎度更高,且斑块边缘形状复杂化;灌木林地斑块密度较小,斑块凝聚度林地景观类型中最低,分离度最高,1997年后分布区域破碎化、零散化;近30 a非林地中建设用地斑块密度、景观形状指数呈下降趋势,分布更加集聚。多期森林景观时空变化分析可为黄山市森林资源保护提供理论基础。     

秦岭菜子坪林区森林景观格局及破碎化分析

【目的】研究秦岭菜子坪林区森林景观格局现状和破碎化特征,为研究区以及秦岭中段南坡森林资源管理、保护和合理开发利用提供科学依据。【方法】以菜子坪林区森林资源二类调查资料为基础,在ArcGIS和Fragstats软件支持下,对菜子坪林区森林景观格局基本特征进行分析,并以边界密度、平均分维数、平均最近邻距离和相似邻接比指数为评价指标,对其景观格局的破碎化程度进行分析。【结果】将研究区分为14个景观类型,共1 072个斑块,其中无林地斑块面积仅占总面积的3.04%,各景观类型的平均分维数均接近1.00。各森林景观类型的边界密度为:板栗林>落叶松林>华山松林>软阔林>油松林>杨树林>云杉林>硬阔林>铁杉林>桦木林>冷杉林>刺槐林>栎林;相似邻接比指数为:栎林>刺槐林>冷杉林>桦木林>铁杉林>硬阔林>杨树林>云杉林>油松林>软阔林>华山松林>落叶松林>板栗林;平均最近邻距离为:板栗林>落叶松林>桦木林>刺槐林>冷杉林>铁杉林>云杉林>软阔林>华山松林>硬阔林>油松林>栎林。【结论】菜子坪林区森林整体分布的连续性较好,景观类型斑块的边界褶皱程度较低。在各森林景观类型中,栎林的面积最大,破碎化程度最低;板栗林、落叶松林呈小面积零散分布,破碎化程度最高;其余各景观类型的边界密度、相似邻接比指数和平均最近邻距离差异均不明显,破碎化程度相似,均居于适中水平。     

郑州市绿地景观破碎化对人为活动的时空响应

以郑州市为研究对象,选取1992、2000、2009、2017年夜间灯光数据及Landsat影像为数据源。结合ArcGIS、Fragstats和GeoDA软件,综合运用人类聚居指数(HSI)和景观格局指数(SPLIT/COHESION/PD/LSI),利用双变量空间自相关探究人为活动强度与城市绿地景观破碎化的时空关联性。结果表明:1）1992-2017年人为活动高强度区域以郑州市主城区为中心向东北和东南方向呈放射状扩大;2）1992-2017年绿地斑块分割度指数从306.74下降到125.12、结合度指数从98.82上升到99.45、斑块密度从21.54下降到15.01、景观形态指数从499.26上升到534.90,绿地景观破碎化程度总体降低;3）1992-2017年郑州人类聚居指数（HSI）与绿地景观斑块分割度指数（SPLIT）的Moran’s I分别为0.50、0.63、0.76、0.82具有空间正相关性,与绿地景观结合度指数（COHESION）Moran’s I分别为-0.66、-0.63、-0.77、-0.80具有空间负相关性,在99.9%的置信度下的空间自相关是显著的。研究揭示了城市化背景下绿地景观破碎化对人为活动强度的响应关系,以期为城市发展和绿地规划及建设提供依据。     

厦门市城市森林生态系统服务价值变化研究

基于森林资源清查资料计以及人口数据,计算出厦门市1972、1988、1996和2008年城市森林生态系统服务价值,它们分别为64 429、61 389、183 860和253 875万元,城市森林人均受益生态系统服务价值分别为828、570、1434和1 019元.结果表明除面积外,林龄、蓄积量等都是影响城市森林生态系...     

厦门城市森林林相改造树种选择与评价

以厦门地区城市森林林相改造树种为研究对象,邀请30名从事林相改造的科技人员参加调查和分析,采用层次分析法建立了包含适应性、抗逆性、生长特性、林相景观和造林成本等5个方面,覆盖了耐贫瘠、耐干旱、成活率、抗火性、抗病虫、抗台风、速生性、冠幅浓密、载叶时间、树体景观、叶色景观、花果景观、苗木成本、营造成本、抚育成本等15个评价因子的综合评价指标体系,对37个林相改造树种进行综合评价和排序。结果表明,试验树种分为4级,台湾相思、千年桐、南洋楹、巨尾桉、红锥等9个树种为1级(优良)树种,适合贫瘠的立地条件选用;枫香、橡皮榕、马占相思等20个树种为2级(良好适宜)树种;绿竹、洋紫荆、天竺桂等7个树种为3级(一般适宜)树种;南方红豆杉为4级(不适宜)树种。     

轮虫培育池浮游生物的时空分布

在1995－1996年期间,对黑龙江、内蒙、辽宁3个地区11个池塘浮游生物的时空分布进行了研究。结果表明,浮游植物在池的上、下风位水平分布和表、底层垂直分布存在显著差异。轮虫的水平分布与风浪及水体溶氧状况有关,无风（或微风）时,上、下风位无明显差异。有风浪时,上风位比下风位高出1倍多。水体缺氧时,下风位比上风位高出4倍多,轮虫的垂直分布在溶氧充足时,上、下风位表层均低于底层;而在水体缺氧时,上、风位表层高出底层近3倍。桡足类的水平分布上风位比下风位高出2－4倍,垂直分布无明显差异。文中还讨论了轮虫池浮游生物分布的某些规律和成因及其在生产实践中的意义。     

厦门城市森林碳储量和碳密度时空变化特征

基于4期森林资源规划设计调查资料,运用生物量转换因子连续函数法,结合GIS空间分析手段,分析了厦门市城市森林主要植被类型碳储量和碳密度在不同城市化区域的时空变化特征。结果表明,1972-2006年,厦门市城市森林碳储量呈现出前期上升,后期小幅下降,总体上升的趋势,34 a间城市森林碳储量增加了865 589.71 t。在城市化梯度上,碳储量大小为中心区<近郊区<远郊区,碳密度大小为中心区>近郊区>远郊区。这主要是由于近郊区和远郊区面积比例较大以及不同区域间植被类型和龄组结构的差异,更深层次的原因是在城市化的快速发展过程中,土地利用变化、植树造林、人为经营管理活动等因素共同影响城市森林碳汇功能。     

清水江流域稻植气候适宜度时空变化分析

[目的]研究贵州省岩溶区清水江流域水稻种植气候适宜度时空变化,为稻植区合理规划布局及可持续发展提供参考依据.[方法]运用清水江流域2000~2014年16个气象观测站的逐日日照、降水量和温度数据及水稻平均物候观测资料,构建水稻诸气候因子及综合气候适宜度模型,并运用ENVI 4.8和ArcGIS 10.0对水稻全育期及各生育阶段的气候适宜度和稻植区分别进行测算、解译和空间分析.[结果]清水江流域稻植气候温度适宜度、降水适宜度和综合适宜度较高,且温度适宜度>降水适宜度;除拔节孕穗期和灌浆成熟期外,日照适宜度均较低.水稻幼苗期,降水适宜度>温度适宜度>日照适宜度;分蘖期和拔节抽穗期,温度适宜度>降水适宜度>日照适宜度;抽穗开花期和灌浆成熟期,温度适宜度>日照适宜度>降水适宜度.稻植适宜区分布于高程小于800m、坡度小于25°的局部区域.[结论]清水江流域气候条件能够满足水稻全育期及各生育阶段的需求,但日照时间较短,对水稻生长发育有胁迫作用,其最适宜稻植区集中分布于东南及西北部的坝区、阳坡和半阳坡区.     

Long-term spatial and temporal variations of soil organic carbon in the Handan region in Northern China

We carried out a long-term study and a systematic analysis on the spatial and temporal variations of the soil organic carbon contents in the counties of Handan Prefecture in Hebei Province, on the North China Plains. The analysis was based on the data collected in soil surveys conducted in 1980, 1993 and 2003, as well as the data from specific investigations using GIS and GPS receivers. The soil organic carbon content was higher in the western mountainous region than in the eastern plain region in 1980, and the difference in the average values was 17.745 t·hm⁻². The soil organic carbon content was influenced by natural factors, such as climate and rainfall. In 1993, the soil organic carbon content showed an upward trend in the eastern plain region and a downward trend in the western mountainous region. The difference in the average values was 16.641 t·hm⁻². The changing trend reflected the changes in farming practices where traditional farming was changed into modern farming gradually by increasing farming investment and output of grains. In 2003, the soil organic carbon content was high on the whole, and the difference in the average values was 16.984 t·hm⁻², where the influence of human factors played an important role. In Cixian, Linzhang, Wuan and Handan counties, the increased value of soil organic carbon in the cultivated land exceeded 3.915 t·hm⁻² due to the advocated application of straw and farmyard manure in these counties, but in Weixian, Jize and Quzhou counties, the soil organic carbon content was maintained or showed a slight decrease (−0.008-−1.727 t·hm⁻²). To increase carbon sequestration in soil, adoption of conservation tillage to increase soil organic carbon storage in the soil is recommended.     

陕西省参考作物蒸发蒸腾量的时空特征及其未来预测

【目的】分析陕西省参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的时空特征,并对未来的ET0进行预测,为制定该地区作物灌溉制度、水资源规划提供参考依据。【方法】根据陕西省陕北、关中和陕南3个地区18个气象站1961-2000年历年逐日气象资料,采用世界粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算历年逐日ET0;依据NCEP再分析数据以及大气环流模式HadCM3输出的大尺度气候要素资料,采用统计降尺度模型(SDSM)对未来A2和B2排放情景下的ET0进行预测。【结果】1961-2000年,陕西省ET0值在空间上自南至北呈递增趋势,除了7个气象站ET0呈上升趋势外,其余11个气象站平均ET0均呈下降趋势。在A2排放情景下,2011-2040、2041-2070、2071-2099年陕西省ET0的平均值较基准期(1961-2000年)分别增加2.7%,4.9%和8.9%,增幅最大的地区分布在陕南的安康、石泉、略阳和关中华山站以及陕北地区,关中地区增幅较小。2071-2099年陕西省ET0值四季变幅不均匀,其中以冬季的增幅最大。【结论】ET0的持续增长会导致陕西省水资源短缺问题恶化,将进一步影响该地区未来的作物需水量和农业灌溉需水量。