典型草原自然保护地景观空间弹性GIS评价

为了解草原植被恢复效果和理解草原生态系统弹性特征,以锡林郭勒草原国家级自然保护区为对象,在Arc GIS、Fragstats等软件支持下,从景观格局稳定性(LPS)、生态敏感性(LES)和人类活动干扰3个维度建立概念化景观空间弹性模型(LSR),分析评价了研究区景观空间生态敏感性和弹性特征。研究结果表明:草地、林地等景观格局稳定性较高,尤其是核心区,但LPS值远低于理论最优值,亟待提升;自然保护区内近60%的景观空间生态敏感性达到中度敏感,绝大多数类型的核心区及其缓冲区处于中高度敏感性水平,且从核心区到缓冲区高度敏感性面积占比呈现增长趋势;由于自然和人为活动双重作用影响,整个自然保护区中度以下低弹性区域面积比超过70%,从核心区到外部实验区,极低度弹性的空间范围不断增大,保护区60%以上区域应加强植被恢复;根据景观空间弹性表现,10. 53%的区域需要重点保护,这些区域分布在保护功能区C区东部、E区西北部和D、E两区交汇地带。景观空间弹性框架及其概念化模型能综合考虑景观格局稳定性和景观空间生态敏感性,这对评价认识草原类自然保护地景观空间弹性特征、有针对性地制定草原植被恢复方案和优化保护功能区具有积极的指导作用。     

包头市景观格局时空演变研究

以内蒙古自治区包头市为研究区,选取2006、2010、2016年相同月份遥感影像,结合包头市土地利用数据,将包头市景观类型划分为林地、草地、水体、耕地、建设用地、其他用地共6类,进行景观格局动态度变化分析、转移网络分析、变化空间集聚特征分析、重心转移分析、景观格局指数变化分析和景观格局演变驱动力分析。结果表明,2006—2016年市域景观特征发生了较大变化,其中2006—2010年其他用地景观类型的减少速度高达19. 48%,10年间建设用地的增加速度从1. 3%增至2. 76%,在2010—2016年有15. 19%的耕地转化为草原景观,3. 79%的耕地转化为建设用地; 10年间景观变化呈现点状分布,主要分布在耕地密布、草地破碎的农业耕作区和不同景观交替的边缘; 2006—2010年间,其他用地中的北部裸土地经过生态治理面积减少,其重心向东南移动73. 79 km;景观分割指数、香农多样性、香农均匀性等呈减小趋势,尚未形成优势景观,景观破碎度加剧;通过景观格局驱动力分析发现,景观变化密集度与NDVI具有相关性。     

城市水源地景观格局变化研究——以贵州省六盘水市中心区水源地为例

通过土地利用动态变化模型及景观格局指数分析贵州省六盘水市中心城区主要水源地(城区水库区和郊区水库区)景观格局动态变化特征,并分析评价1990-2010年生态环境变化的趋势及原因,结果表明:①城区水库区在1990年绿色景观占绝对优势,为93.38％,至2010年所占比例虽然在下降,但仍是区域内主要生态景观;20 a间红色景观所占比例有较大程度提高,翻了近4倍;蓝色景观所占比例稍有提高,至2010年增加为0.86％;郊区水库区在1990-2010年的20 a间以绿色景观为主,景观生态格局变化不大.②城区水库区在1990-2010年间土地利用结构发生了很大变化,尤其是2000-2010年处于快速变化期.郊区水库区除水体变化幅度巨大外,其他土地利用结构变化较缓.③1990-2010年研究区斑块数量和斑块密度都有不同程度增加,蔓延度指数降低,景观多样性在增加,人工干扰指数呈上升趋势;城区水库区均匀度指数有所下降,郊区水库区均匀度指数在提高.     

鄂尔多斯景观格局演变与景观生态网络优化研究

以鄂尔多斯市为典型研究区，以2000、2005、2010、2015、2018年研究区景观格局数据和气象水文数据为研究素材，基于复杂网络理论、景观生态学和GIS空间分析技术，定量研究鄂尔多斯市景观格局的时空演变规律，并探究各级子流域的水源涵养深度，再将研究区景观格局演变数据和生态水文数据与由多个决定景观特征的因子构建的景观生态网络进行耦合分析，为研究区景观格局优化及生态环境建设提供参考。结果表明：在研究期内鄂尔多斯市的耕地不断减少，林地、草地、水域和建设用地均有一定程度的增加；景观演变主要是耕地、林地和水域之间的转化，林地、水体的景观演变最为剧烈，耕地、草地和建设用地相对平稳；鄂尔多斯地区整体水源涵养能力偏低，相对而言，东部地区的水源涵养能力高于西部地区，随着时间的推移，水源涵养深度高值逐渐南移；构建的鄂尔多斯市景观生态网络共342个生态节点、402条生态廊道，基于度低者优先的增边策略增加了119条廊道；优化后的网络连通度和连通鲁棒性均明显提升，网络中生态流更为畅通。     

翁牛特旗景观格局尺度效应分析

以内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗为研究区,采用2008、2013、2018年相同月份的遥感影像,结合翁牛特旗地区土地利用数据,将景观类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类,进行景观格局指数分析,选取6个景观类型水平指数和6个景观水平特征指数,分析不同粒度对景观格局各指数的影响。研究结果表明:在景观水平格局指数中,斑块密度从0. 40个/hm~2下降到0. 32个/hm~2,香农多样性从1. 37增加到1. 45,香农均匀性从0. 76增加到0. 81,说明尚未形成优势景观,景观破碎度加剧;在景观类型水平上,随着粒度的变化斑块面积百分比没有明显变化,其他景观类型均随粒度的变化而变化。其中,在2013年和2018年水域对斑块密度的粒度效应反映较为强烈,分别从0. 005个/hm~2增加到0. 046个/hm~2、从0. 010个/hm~2增加到0. 046个/hm~2;未利用地对有效网格面积的粒度效应反映较为强烈,从24 596 m~2增加到40 697 m~2;建设用地对聚集度、凝聚度的粒度反映较为强烈,分别从0. 9减少至0. 3、从94%减少至49%。     

浙中城市群土地利用格局时空演变特征与生态风险评价

为了探究东南沿海发育中期城市群"土地利用-生态"可持续机制,以浙中城市群为例,通过分析1996—2016年间的5期遥感影像数据,运用FRAGSTATS软件测度浙中城市群景观破碎化指数、景观形状指数和景观多样性指数在关键时间节点的水平数值,研究判断区域土地利用综合景观结构演变特征;进而通过ARCGIS演化区域生态风险空间分异态势,分析不同时期浙中城市群的土地利用生态风险。结果表明:21年间,浙中城市群各种类型土地利用之间的转移态势均显著增强:建设用地面积增加了近3倍;林地面积占比总体呈缓慢增长趋势;水域及水利设施用地面积占比逐年下降;未利用土地减少比率最大,其次是耕地;园地的总体面积略有增加,草地的总体面积呈减少态势。浙中城市群的土地利用总体景观格局质量呈现先下降、后上升、再整体下降的态势,1996—2016年总体景观破碎化指数增加,局部年份出现下降,景观形状指数和景观多样性指数总体下降,局部年份出现上升,各种类型土地之间转移趋向复杂波动化。基于2016年时间节点的浙中城市群生态风险空间演变特征视域判析,义乌市、东阳市、武义县的生态风险指数在0. 69～0. 82之间,为Ⅳ和Ⅴ等级区,生态风险等级为较高或高;婺城区、金东区、浦江县的生态风险指数在0. 56～0. 59之间,为Ⅲ等级区,生态风险等级为中;兰溪市、永康市、诸暨市、磐安县、龙游县、缙云县的生态风险指数在0. 49以下,为Ⅰ或Ⅱ等级,生态风险等级为低或较低。1996—2016年浙中城市群土地利用生态风险等级的空间差异较大,且在空间分布上呈现"趋同俱乐部"现象和"集中—分散"演变趋势,即较高生态风险区和高生态风险区在空间上指向浙中城市群中部且出现集聚态势,较低生态风险区和低生态风险区在空间上分散在浙中城市群的西北、东南和西南地区。     

1990-2014年岷江上游流域景观格局变化及驱动力分析

以岷江上游流域为研究对象,选取研究区1990、2001、2007与2014年的Landsat遥感影像作为数据源,结合相关社会经济数据,分析了岷江上游流域1990-2014年景观格局动态变化及其驱动力。结果表明:24年间,流域林地面积明显减少,草地、未利用地、建设用地和水域面积明显增加,耕地面积变化不大。流域总体的破碎度增加,但其均匀度指数较小,说明流域景观整体破碎度不大,景观的蔓延度指数减小速率缓慢,流域中的优势斑块具有良好的连接性。流域各景观类型呈现不同程度的破碎化和复杂化,其中林地破碎化最高,草地占总的景观面积比例最大是该流域的优势景观,建设用地斑块的复杂度最高。运用SPSS软件进行驱动力分析可知,社会经济发展与人口因子和气候因子是导致流域土地利用景观格局变化的主要原因。     

基于“源-汇”理论的汾河太原段非点源污染识别

““源”“汇”景观格局是指既能促进非点源污染过程的正向演变，又能阻止/延缓生态过程的景观类型或单元。采用2020年太原市高分辨率遥感影像分类提取研究区景观格局分布信息，基于“源”“汇”理论和洛伦兹曲线分析景观空间分布对非点源污染的影响，并提出非点源污染防治的景观格局优化建议。结果表明：太原市非点源污染风险总体较高，“源”景观为主导作用的景观单元占62.87%。太原市中部非点源污染风险较高、东西山区较低。以“源”景观为主的景观类型位于太原市中部汾河两岸的建设用地，为极高风险区，占整体区域面积的17.69%，而太原市东西两侧山体以“汇”景观类型（主要是林地）为主，污染风险较小。基于坡度因子和河道距离因子的“源”“汇”景观污染负荷之比均大于1，在坡度要素中“汇”景观广泛分布于高坡度区，景观布局合理；河道距离要素中“源”景观分布在距河道近的区域，易导致非点源污染。     

基于MCR模型的市域生态空间网络构建

针对目前城市化进程中以中心城区为主的核心生态规划因忽视自然与城市之间的空间动态变化而导致城乡人居生态环境不协调的问题,以唐山市生态空间网络构建为出发点,基于形态学空间格局分析方法(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)对市域生态源地进行识别,提取生态源地间潜在生态廊道,结合重力模型定量分析廊道重要度,并构建唐山市生态空间网络。结果表明:生态源地提取与识别是城市生态网络构建的关键节点,通过识别市域生态源地共33 642个,面积245 674.52 hm²,主要分布于北部山地保护区、中部林地生态保护区和南部湿地保护区,景观类型多为草地和林地,其次为水体;通过斑块重要指数等量化景观要素对生态空间的重要度,识别出30块重要生态源地作为生态廊道的关键节点;基于最小累积阻力和重力模型计算并构建潜在435条关键生态廊道,草地景观、林地景观和水体景观分别占总廊道的51.21%、30.74%和16.46%;源地间的生态作用力及廊道适宜性差异明显,源地14和17之间的相互作用力最大,为14 562.77,源地2和21之间的相互作用力最小,为1.06;源地25(开平区陡河水库)和源地18(滦州市青龙山省级保护区)为南北生态流动的关键源地,在今后的工作中应重点保护和管理。本研究可为唐山市国土空间规划、生态空间构建和生态保护红线管控提供有效支撑,也为类似区域的生态保护管理和生态空间网络构建研究提供了参考。     

包头市草原景观斑块耦合网络结构特征研究

以内蒙古自治区包头市为研究区,选取包头市2016年夏季成像的Landsat OLI影像解译并结合外业调查,提取全域内草原景观斑块共28 009个。利用原始影像计算归一化差分植被指数(NDVI),根据研究区NDVI,把草原景观分为12级,构建草原景观网络。在景观水平上选取25个指数、类型水平上选取24个指数,对草原景观的空间格局、形状特征、聚集程度等进行分析。结果表明,在景观尺度上,包头市全域内景观相似临近百分比指数和散布与并列指数较高,景观分割指数较低。在类型尺度上,1～7级面积所占比例较高,斑块密度较低,聚合度较高; 8～12级面积所占比例较低,景观分割指数高,景观破碎,连通性差。利用度及度分布、平均路径长度、聚类系数分析草原景观网络特点发现,该草原景观网络的度为6的节点有5个,度最大值为8的节点有2个,平均路径长度为1. 606 1,草原景观网络具有明显的非均匀性。     

小水电开发中的景观生态规划探究

以景观生态学的“驱动因子－景观变化－生态影响”模型分析小水电开发带来的景观生态影响。在景观生态规划中，提出合理配置景观要素来优化小流域景观生态格局、结构和功能，修复受损河流生态系统。加强水电环境影响定量评价，并制定环境与生态恢复预案，预留足够的生态系统自我修复本底，保障河道环境与生态用水，重塑河流自然水文水力状态，挖掘其自我恢复能力。同时柔化处理自然基质、重新连接断裂河流廊道、恢复重建生物生境。     

1990-2018年南渡江流域景观格局变化特征及其对人为干扰的响应机制研究

[目的]探讨南渡江流域景观格局变化特征及其对人为干扰动态 响应机制,对维护自由贸易港建设背景下流域生态保护和土地利用决策具有重要意义。[方法]基于1990、2000、2010年和2020年土地利用覆盖数据,采用景观格局指数、移动窗口法、人为干扰指数、地学信息图谱和GIS空间分析等方法,揭示南渡江流域景观格局特征动态变化,进而探讨其与人为干扰之间的相互关系。[结果]（1）30年间南渡江流域呈现以林地和耕地景观为主体的交错景观格局,林地和耕地景观的总面积分别减少69.95 km2和43.56 km2,建设用地景观面积增长62.45%。（2）南渡江流域整体景观破碎化增加,景观斑块单一化加剧且景观多样性增加,人为干扰是海口市中心城市群景观格局变化剧烈的主要原因。（3）轻微干扰区域占据最大的面积比例,中度和重度干扰次之;轻微和强烈干扰面积显著增加,中度和重度干扰面积显著下降;人为干扰的空间分布格局是由西南（自然景观）向东北（人文景观）逐渐增强。（4）2000-2010和2010-2020年“轻微→轻度干扰”和“重度→轻微干扰”图谱面积变化最显著,分别占据转移图谱总面积的26.79%和11.99%,低干扰等级向高干扰等级区域转移明显。（5）1990-2020年所有干扰区域与最大斑块指数（LPI）呈现显著相关性。[结论]南渡江流域整体人为干扰上升,尤其以海口市最为明显,城镇化进程是人为干扰上升的主要因素,需要加强流域生态环境治理与监测。     

农村居民点布局景观特征分析——以湖南省汉寿县洲口镇为例

本文以湖南省汉寿县洲口镇为例,以土地利用现状图为数据基础,从景观生态学的角度,通过相应景观指数的测算,分析了区域内农村居民点布局的景观格局,为当前开展的村镇规划和土地整理工作从景观布局角度提供依据。     

基于景观格局与空间自相关的永久基本农田划定研究

在综合考虑耕地综合质量、空间自相关性和景观格局的基础上,进行永久基本农田的划定,对区域粮食安全和生态安全具有重要的意义。以崇仁县为例,借助GIS平台与Geo Da软件,通过耕地综合质量评价体系的构建进行耕地综合质量评价,根据综合质量评价结果进行空间自相关分析,再根据自相关分析结果与耕地景观生态安全格局对应关系,进行永久基本农田的划定。根据研究区土壤理化性质、耕作利用条件和耕作区位条件,提出了一种基于耕地综合质量、综合质量聚类关系和耕地景观结构的永久基本农田划定方法,划定崇仁县永久基本农田305.94 km~2,划入的耕地更符合永久基本农田的要求,有助于基本农田长期的管理和保护,也可为丰富耕地综合质量评价与基本农田划定研究提供参考。     

磴口县地下水空间异质性分析及其对景观格局变化的响应

应用地统计学和地理信息系统方法,分析内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县地下水埋深对景观格局演变的响应。首先,通过半变异函数模型分析了磴口县地下水埋深的空间异质性特征,进而利用克里金插值对研究区2008、2016年的地下水埋深空间分布进行了拟合;其次,基于磴口县2008年与2016年的景观格局分布数据,研究了其景观格局演变特点;最后利用GIS叠加分析手段,将地下水埋深变化与景观格局演变数据进行耦合,分析了地下水埋深对景观格局演变的响应机制。研究结果如下：①空间上,磴口县地下水埋深大体遵循由东北向西南逐渐加深的趋势,研究时段内其空间异质性呈上升趋势,空间异质性中的随机扰动增强。②县域主要景观类型为林地,其次为沙地、裸地与水体,研究时段内建筑用地与水体增加明显,耕地与沙地略有减少。③景观格局演变对地下水埋深有较明显的影响,建筑用地的扩张使其加深,地表灌溉系统的不断完善使其上升。总体来看,磴口县地下水资源利用效率有较明显的提高。     

基于CLUE-S模型的煤矿城市土地利用变化模拟

以淮南市为研究区,选择1985、1995、2005、2016年土地利用数据,在分析土地利用动态变化特征的基础上,利用CLUE-S模型模拟预测了未来土地利用格局。结果表明：1985—2016年,研究区耕地面积减少11.62%;建设用地和水体面积百分比分别增加7.98个百分点和4.29个百分点。2005—2016年是各地类变化最强烈的阶段,其综合土地利用动态度最大,为13.46%。建设用地变化速率最快,其土地利用动态度为5.19%。土地转移主要发生在耕地、水体和建设用地之间,以耕地向建设用地和水体的转换为主。耕地转为建设用地的面积达207.61 km²,新增水体集中分布在潘谢矿区。加入空间自相关性和土壤质量因子后,耕地和建设用地的Logistics回归效果显著改善,ROC分别增加0.201和0.133。年均降水量是影响耕地变化的主要驱动因子,与耕地分布概率呈负相关;而建设用地变化主要驱动因子为GDP。土地利用模拟的Kappa系数为0.74,CLUE-S模型在研究区域具有较好的模拟能力。运用CLUE-S模型预测了研究区2028、2034、2040年土地利用空间分布,未来...