中亚阿姆河跨境流域景观生态风险时空演变特征分析

以中亚阿姆河流域1995—2018年6期土地利用遥感数据为基础,应用景观生态风险指数模型、半方差分析、空间自相关等方法分析该跨境流域景观生态风险时空演变规律.结果表明:(1)自1995年以来,研究区景观格局发生了显著变化,裸地面积增加最多(22704.66 km2),以林地、草地、水体转入为主,水体面积减少最多,占比由...     

干旱区高山湿地生态风险时空变化——以巴音布鲁克自然遗产地为例

以2000年和2010年巴音布鲁克自然遗产地TM遥感影像、巴音布鲁克气象站2000-2007年降水、气温数据,建立生态风险指数,比较分析2000年和2010年生态风险区的时空演变特征,定量分析生态风险区变化的距离及方向.结果表明:①2000-2010年,研究区高覆盖度草地面积变化幅度最大,减少了39.63％,平原旱地、河沼、高覆盖度草地的分离度增大,中覆盖度草地抗扰度增加;②研究区平均生态风险值随时间变化逐渐降低,约4成面积的生态风险略有上升;③高生态风险区由单中心集聚向多中心分散变化,面积变化由差异化向一致性转化;各生态风险区重心变化强烈,由东北方向向西南方向转移,方向角度变化最大的为高生态风险区;④气候变化和人为活动影响研究区的生态风险变化,气候变化导致局地景观格局和物种生境发生变化;人类活动影响景观格局的分布,并在短时期内影响动植物的生境以及景观格局.     

晋陕蒙典型化石能源开发区土地利用变化及其生态响应

以晋陕蒙典型化石能源开发区———晋陕蒙接壤区为例,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期土地利用遥感解译数据,采用土地利用转移矩阵模型和土地利用转型的生态响应模型,研究1995—2015年区域土地利用变化特征及其生态响应。结果表明:(1)1995—2015年,研究区耕地和草地面积分别减少676 km~2和1 808 km~2,林地、建设用地、水域和未利用地面积分别增加1 063 km~2、966 km~2、29 km~2和426 km~2,耕地、草地和未利用地的相互转换是土地利用变化的主导类型。(2)1995年以来,区域生态系统服务价值呈现增长态势,20 a间共增加了1.86×10~(10)元,其中林地、草地和水域的贡献最为突出。(3)近20 a,区域环境质量整体呈现先上升后下降的演变态势,在地域上存在恶化、稳定和改善3种演化类型,分别占区域总面积的21.89%、57.08%和21.03%。(4)水域、草地和林地的退化是区域环境质量恶化的主导因子,耕地和未利用地转换为草地、林地和水域,以及草地转换为林地和水域是区域环境质量改善的重要驱动因子。     

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。     

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。     

基于景观邻接特征的绿洲生态安全变化分析——以土库曼斯坦马雷绿洲区为例

基于2001年和2010年的遥感影像数据,以土库曼斯坦马雷绿洲为研究区,建立景观生态安全评价模型,分析2001—2010年马雷绿洲区的景观生态安全格局变化。结果表明:1强烈的人类活动使马雷绿洲区的耕地、建设用地面积剧增,沙地、撂荒地面积有所增加,林地、草地、盐碱地、水体面积减少;2草地、耕地、林地、水体受沙漠化威胁程度有所加重、受盐碱化威胁程度有所减轻,建设用地受沙漠化和盐碱化威胁程度则均有所减轻,草地和耕地是受沙漠化和盐碱化威胁程度较大的斑块类型,建设用地受威胁程度最小;3整体而言,马雷绿洲区的生态安全受沙漠化威胁度有所加重,受盐碱化威胁程度有所减轻。     

咸阳市土地利用变化及生态风险

基于1990年与2007年2期土地利用遥感数据,采用RS,GIS技术和统计分析方法,对咸阳市1990-2007年的土地利用变化状况进行了分析,在此基础上,研究了由土地利用变化引起的咸阳市生态风险问题。结果表明：①17 a间咸阳市土地利用整体呈现耕地面积和未利用地面积减少,林地、草地、建设用地面积增加的趋势;②生态风险指...     

汾河流域土地利用变化及生态环境效应

选取汾河流域为研究区，采用土地利用动态度、地学信息图谱、生态价值指数和植被覆盖度综合分析研究区2000年、2005年、2010年、2015年及2018年土地利用变化及生态环境影响效应问题。结果表明：（1）2000—2018年，流域建设用地、林地呈现增长趋势，增长面积分别为1350.90 km²、85.50 km²，增长率分别为92.83%、0.96%；耕地、草地出现小幅下降趋势，缩减面积分别为729 km²、674.10 km²，缩减率分别为-5.02%、-7.63%；水域及未利用土地维持多年平均水平，平均面积为297 km²、7.92 km²。空间格局呈现建设用地、耕地集中于流域核心区，草地、林地集中于边缘区的分异特征。（2）各时序综合土地利用动态度、土地转移图谱、土地利用涨落势变化近似，显著变化区主要位于流域盆地及其与山地过渡区，多年综合土地利用动态度为4.34%，单一土地利用动态度及土地利用涨势幅度最高的是建设用地及林地。（3）基于不同的主导土地利用...     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

宁蒙沿黄地带城镇用地变化及其生态效应

基于1990、2000年和2008年土地利用数据,采用城镇用地变化强度和生态环境指数,对宁蒙沿黄地带城镇用地变化时空特征及其生态环境效应进行定量分析,结果表明:1 1990—2000年和2000—2008年2期城镇用地变化强度指数分别为0.0092和0.046,1990—2000年城镇用地的主要来源是耕地、草地和水域,2000—2008年是耕地、草地和农村居民点。2 1990—2000年区域生态环境价值降低1 270.58,草地退化的贡献达50.16%;2000—2008年则上升343.76,其中林地的贡献最大,达49.48%。1990—2008年生态环境价值持续上升地区主要分布在沿黄河3大平原和山区过渡带,持续恶化地区主要分布在2大沙漠区。3 1990—2000年城镇用地对耕地变化的贡献最大(1.95%),2000—2008年对林地变化贡献最大(6.81%),前后两期城镇用地对草地变化的贡献扩大了15倍;耕地、草地、林地和水域对城镇用地引起生态环境价值变化的贡献依次降低。总体而言,1990—2008年宁蒙沿黄地带生态环境价值先降低后小幅上升;城镇用地变化对研究区生态环境价值净变化贡献较小,但增强趋势显著;耕地向林地和草地的转入是研究区近期生态环境价值略升的主要原因。     

基于景观结构和3S技术的干旱区绿洲生态风险分析——以高台县为例

以干旱区绿洲的典型区域-张掖市高台县为研究对象,基于景观结构中的景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建区域生态风险指数,并利用空间分析方法对生态风险指数进行变量空间化。通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,绘制了研究区域2000和2010年生态风险分布图,并对区域生态风险结构分布变化和空间分布变化进行分析。结果表明:生态风险强度为0.1-0.3的区域主要分布在水域、建设用地与耕地集中的人工绿洲区;生态风险强度为0.3-0.4的区域主要分布在人工绿洲外围的过渡带;以盐碱地、戈壁及沙地景观为主的各种荒漠景观类型所在区域的生态风险强度在0.4-0.65之间。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

西部荒漠典型区LUCC及景观格局时空变化驱动机制研究 ——以尉犁县为例

在GIS和遥感技术支持下,利用景观生态学的相关指标,采用1995年和2000年Landsat TM影像为基础数据,对塔里木河流域核心区—尉犁县土地利用/覆盖变化过程进行了定量分析。结果显示:土地利用覆被动态变化是"二增三减",即耕地、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少。景观分析表明:在人类活动的干扰下,斑块数目增加,景观破碎度上升,景观多样性下降,草地优势度降低,耕地和未利用地优势度增加,研究区生态系统结构趋向简单,功能趋向减弱。驱动力分析表明,研究区的人类活动历史、人口素质、开发方式对土里利用/覆盖变化的发展趋势有决定作用,降水、风速、土壤质地、植被覆盖度等自然因素对其也有一定影响。     

阴山北麓地区景观格局变化研究

运用中国科学院遥感所承担国家土地资源调查成果数据对阴山北麓地区 1 995 -2 0 0 0年景观格局变化进行了分析。景观指数选取了 1 2个。结果表明 ,阴山北麓地区耕地面积呈增加的趋势 ,草地呈减少的趋 ,其变化显著 ,林地面积略有增加 ,但在地区景观中的比例仍非常小 ,未利用土地面积增加较快 ;整体景观的破碎度略有下降 ,多样性指数增加 ,景观类型间的差异增大 ,景观优势度降低 ,均匀度增加 ,草地的优势度下降 ,耕地和未利用土地的优势度增加 ,景观向均衡化发展。分析表明 ,阴山北麓地区以耕地和草地景观为主 ,呈现农牧交错区的典型特点 ,农林牧用地比约为 1∶0 1 4∶4。对面积和分维数关系分析表明 :随面积的增加 ,耕地分维数呈波浪式增加。     

RS和GIS支持下的若儿盖草原生态安全模糊评价

应用遥感(RS)和地理信息(GIS)一体化技术对若儿盖1995、2000、2004年土地利用变化进行调查监测,并结合相关社会经济资料,对研究区生态风险做了分析研究.在此基础上运用压力-状态-响应( P-S-R)模型建立评价指标体系,并用AHP法计算出23项评价指标对草原生态安全贡献量所对应的权重系数.以模糊数学中的模糊层次分析法,应用最大隶属度原则对若儿盖草原生态安全做了评价,并应用Markov模型对2010年生态安全状况做了预测.研究结果表明,该区域1995年以来生态安全的"不安全"隶属程度有所增加,从1995年的0.12538到2004年的0.47022,生态安全状况有不断恶化的发展趋势,并预测2010年的隶属度已达到0.56273,为1995年的4.5倍.造成研究区生态环境健康状况不断恶化的原因主要有人类经济活动、鼠害和全球变暖等因素.     

基于GIS的关中地区土地利用/覆盖变化对比研究

关中地区土地利用变化剧烈,内部结构差异明显。选取了该区域的长武县、长安区两个典型区进行土地利用/覆盖变化对比研究。利用1985年、2000年和2005年3期TM遥感影像解译数据,借助GIS的空间分析功能分析了土地利用变化过程,选取了斑块密度、平均分维数、分离度指数、景观多样性指数、景观形状指数等具有明显生态学意义的景观指数对土地利用景观格局进行分析,为土地可持续利用提供景观生态学依据。研究结果表明:在研究时段内,长武县和长安区耕地面积不断减少,长武县的耕地主要流向为林地,而长安区主要转为建设用地。景观格局特征的分析表明,两个区域受人类活动干预较大,斑块数量显著增加,土地利用景观不断破碎,多样性增强,分离度指数显示出各景观类型的空间分布更为分散,而长安区的分散程度相对更高。     

塔里木河干流景观格局梯度分析

基于GIS 技术,以塔里木河干流为研究对象,通过缓冲区取样分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;针对流域本身自然地理梯度特点,分别在流域5个河段沿横向梯度设置了35个缓冲带,并利用Fragstas 软件分别在景观水平和类型水平上选取景观指数,进行景观格局梯度分析与比较。结果表明: ① 研究区其他类型土地利用占总面积的54.88%,为整个流域景观的背景,植被占35.1%。低覆盖草地占植被面积最大、空间上呈连片的趋势,高覆盖草地空间分布较集中,林地斑块较小,被其他景观分离,空间结构破碎化较严重,耕地斑块数目最多,从上游至下游景观多样性降低,景观异质性减小。② 土地利用空间格局异质性特征比较明显,呈现出“上游-中游-下游”地域梯度和河道两侧缓冲带梯度格局,河流对景观格局的空间分布有明显影响,由不同宽度缓冲带的景观格局指数分析,塔里木河的宽度效应在河段1、2、3、4分别为8.6～10 km、6.6～8.1 km、4.8～4.9 km、1.4～5 km,各指数随缓冲带宽度的变化趋势反映出河流效应的强弱。③ 在类型水平上各景观指数反映不同景观类型对河流效应的敏感程度,有林地主要分布在1～5 km,疏林地为1～10 km,高覆盖草地为1～9 km,低覆盖草地为1～12 km。以河道为中心建立的辐射缓冲带的景观格局分析方法,很好地揭示了河流廊道-绿洲-荒漠过渡地区景观梯度动态和生态效应幅度,有利于制定更有效的发展政策,为受损生态系统的生态修复提供了有力依据。     

压砂种植模式对地表热场景观格局的影响

基于Landsat ETM+数据,反演了宁夏环香山地区的地表温度,计算热场指数差异,运用景观指数对压砂地热场景观格局动态变化进行分析。研究表明:在宁夏环香山地区各土地利用类型中,压砂地的地表温度及热场变异指数最高,其次为未利用地,而草地、耕地、林地的地表温度较低。近十年间,宁夏环香山地区的热场呈现出高温斑块数量先增加后减少,景观由简单到复杂、再趋向简单的演变趋势。在2004—2009年间,热场景观斑块总数及密度明显增加,景观破碎化程度加深;高等级斑块类型的优势度明显提升,形状趋向复杂;由于大量低等级斑块转向高等级斑块,导致区域热岛效应明显增强。但在2009—2013年间,宁夏环香山地区的热场景观格局变化却表现出与2004—2009年间完全相反的变化态势。引起热场景观格局变化的主要原因是当地种植模式的变化,在2009年之前,宁夏环香山地区的压砂地面积的迅速扩张,由分散、局部、小面积转变为集中、连片、大面积的模式,大规模改变下垫面性质造成地表温度升高;然而2009—2013年,虽然压砂地面积继续扩大,但由于调整了种植结构,实行枣瓜间作,使得地表植被覆盖度增加,高温斑块面积比例开始下降。     

Vegetation fractional coverage change in a typical oasis region in Tarim River Watershed based on remote sensing

Vegetation fractional coverage(VFC) is an important index to describe and evaluate the ecological system.The vegetation index is widely used to monitor vegetation coverage in the field of remote sensing(RS).In this paper,the author conducted a case study of the delta oasis of Weigan and Kuqa rivers,which is a typical saline area in the Tarim River Watershed.The current study was based on the TM/ETM+ images of 1989,2001,and 2006,and supported by Geographic Information System(GIS) spatial analysis,vegetation index,and dimidiate pixel model.In addition,VBSI(vegetation,bare soil and shadow indices) suitable for TM/ETM+ images,constructed with FCD(forest canopy density) model principle and put forward by ITTO(International Tropical Timber Organization),was used,and it was applied to estimate the VFC.The estimation accuracy was later proven to be up to 83.52%.Further,the study analyzed and appraised the changes in vegetation patterns and revealed a pattern of spatial change in the vegetation coverage of the study area by producing the map of VFC levels in the delta oasis.Forest,grassland,and farmland were the three main land-use types with high and extremely-high coverage,and they played an important role in maintaining the vegetation.The forest area determined the changes of the coverage area,whereas the other two land types affected the directions of change.Therefore,planting trees,protecting grasslands,reclaiming farmlands,and controlling unused lands should be included in a long-term program because of their importance in keeping regional vegetation coverage.Finally,the dynamic variation of VFC in the study area was evaluated according to the quantity and spatial distribution rendered by plant cover digital images to deeply analyze the reason behind the variation.