北京市第一道绿化隔离区树冠覆盖特征与景观生态变化

【目的】以北京市第一道绿化隔离区建设为例,利用高空间分辨率的航、卫片信息源,分析城市林木树冠覆盖特征,力图一方面准确揭示北京市第一道绿化隔离区的生态建设成效,另外也试图从景观生态学视角揭示其格局内在变化过程与趋势,进而为北京市及其他城市未来的生态建设提供借鉴。【方法】以0.5 m分辨率的2002年航片和2013年的worldview2卫片为基础,利用econgnition面向对象的解译技术平台,以城市树冠覆盖为核心,利用景观生态学的分析方法,从景观动态、景观格局变化和景观斑块尺度变化等方面,探讨一道绿化隔离区内的林木树冠覆盖特征。【结果】一道绿化隔离区林木树冠覆盖面积从2002年的4 832.98 hm~2增加到了2013年的10 095.01 hm~2,11年间共增加了20.57%;绿地率净增23.94%,生态用地率净增24.11%;斑块平均分维数和斑块面积形状指数呈现不断增加的特点;小型斑块和巨型斑块的数量和面积变化幅度最为显著,11年间数量分别减少了42 286个和130个,面积分别减少了186.08和5 457.75 hm~2;城市总体规划、2008奥运会的绿色需求、城市公园环建设决策和首都百万亩平原大造林是其变化的最重要驱动因素。【结论】与建设之初相比,一道绿化隔离地区内的林木绿地斑块更趋向于向自然化的方向变化,同时斑块规模呈现了小、中、大型斑块数量与面积同步减少,而特大型斑块与巨型斑块的斑块数量和面积同步增加的变化趋势。第一道绿化隔离区域城市林木和绿地不仅取得面积上的急速扩大,而且其在城市生物多样性保护中的作用也越来越大、越来越突出。     

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。     

POI空间密度与城市森林景观格局的关系

文章在进行精细城市森林斑块提取基础上,利用公里网格空间划分方法,分析POI(points of interest)空间分布密度与城市森林景观格局指数之间的关系,并借助地理加权回归模型GWR(Geographically Weighted Regression)进行空间异质性分析。研究结果表明:1)POI空间密度与城市森林斑块个数NP、斑块密度PD、边缘密度ED、邻接度指数CONTIG、周长面积分维比指数PAFRAC 5种景观格局指数呈显著正相关关系,与平均斑块面积AREA和聚集度指数AI呈负相关关系;2)POI每平方公里增加1个点,NP,PD和ED将分别增加0.209,0.190和0.118,而AREA和AI分别减少0.001和0.002;3)POI空间密度与森林景观格局的关系具有显著空间异质性。研究结果可为城市森林效益最大化,以及更高频次地服务城市居民提供新的优化视角。     

北京边缘地区人居林结构、动态变化及生态效益初步分析——以牛栏山-马坡镇为例

【目的】研究人居林结构、动态变化及其所提供的生态效益,为未来农村发展和生态文明建设提供参考。【方法】基于实地抽样调查方法,获取2015年牛栏山-马坡镇人居林结构特征,包括不同类型人居林树种生长指标,不同类型人居林科、属、种情况统计,人居林优势科、属、种分析等。利用高分影像,目视解译2001、2015年人居林树冠覆盖空间格局。采用i-Tree模型,根据实地调查林木信息,计算牛栏山-马坡镇人居林生态效益。【结果】1)2015年研究区人居林共有25个科37个属68个种,其中庭院林科、属、种最多,农田林网科、属、种较少;优势科类以豆科最多,胡桃科、柿树科相对较少;优势属以槐属最多,柿属相对较少;人居林个体数量以国槐最多,毛白杨相对较少。2)2015年相比2001年,人居林树冠覆盖总面积增加842.64 hm~2,增加地区主要分布在中部和东部区域且大斑块增加明显,其中苗木基地林增加最多。14年间人居林树冠斑块从2001年的108 53块增加到2015年的13 048块,平均斑块面积由原来的每块0.04 hm~2增长到0.1 hm~2,除道路林平均斑块面积减小外,其他人居林平均斑块面积均不同程度增大。3)2015年牛栏山-马坡镇人居林碳储量为36 973.77 t,年固碳量为1 325.70 t,年暴雨径流削减量为121 401.56 m~3,年释氧量为3 418.07 t,年清除大气污染物总量为52.36 t。【结论】1)北京市边缘区人居林主要以乡土树种为主,共包含25个科37个属68个种。2)2001—2015年14年间,随着城镇化发展人居林面积并没有减少,反而增多,其主要源于苗木基地林的增加。3)人居林为牛栏山-马坡镇提供了大量生态效益,主要包括固碳释氧、暴雨径流削减和清除污染物等。今后,该地区人居林建设仍要以乡土树种为主,增大人居林平均斑块面积并增加其树冠覆盖总面积,提高生态效益。     

凉水自然保护区森林类型斑块的空间格局及关联性动态

【目的】定量研究凉水自然保护区不同森林类型斑块的空间格局及关联性在近40年内的动态变化特征,以期为保护区有效管理提供理论依据和技术支撑。【方法】以凉水自然保护区1974—2009年共4期森林资源二类调查数据为基础,采用O-ring统计函数分析该地区6种森林类型(即天然红松林PK、天然红皮云杉-冷杉混交林PA、天然山杨-白桦混交林PB、天然针叶混交林CF、天然针阔混交林CB和天然阔叶混交林BF)斑块的空间分布格局及关联性随时间的动态变化。【结果】1974—2009年间,研究区域不同森林类型面积发生显著变化,其中PK和PA面积基本保持不变,而其他类型(即非林地以及少量的兴安落叶松人工林、红松人工林)和PB面积显著减小,大量转化为CF、CB和BF;因早期森林采伐和复杂生境的影响,各森林类型斑块在不同时期均呈显著随机分布特征,约占总体的92. 74%;各森林类型斑块对间的关联性以空间不关联为主,约占总体的71. 29%,且随恢复时间的增加而降低,而空间负关联所占比例则随恢复时间有所增加,但空间正关联所占比例则始终保持稳定,平均为6. 56%; 15组森林类型斑块对间的空间关联性可分为3类,第Ⅰ类的空间关联性由早期的无关联性逐渐向后期的小尺度不关联而大尺度正关联的格局过度,包括PKPA,第Ⅱ类空间关联性由早期的无关联性逐渐向后期的负关联或波动于不关联和负关联之间的格局演变,此类包括9组(PKCB、PKBF、PAPB、PABF、PBCB、PBBF、CFCB、CFBF和CBBF),而第Ⅲ类的空间关联性则始终以空间不关联为主,包括5组(PKPB、PKCF、PACF、PACB和PBCF)。【结论】经过60余年(1952年停止采伐)的有效保护,凉水自然保护区内森林类型的面积结构得到显著优化,但其景观结构仍处于恢复阶段,区域内各森林类型斑块在不同时期均呈显著的随机分布特征,不同森林类型斑块对间的空间关联性仍相对较弱且不稳定,仍有待进一步的严格保护。     

新疆额尔齐斯河流域北屯段景观格局及破碎化

利用多波段遥感影像数据和地理信息系统技术,结合植被图及外业调查,采用多个景观格局指数首次定量分析新疆额尔齐斯河流域景观空间格局及破碎化特征.借助ERDAS image8.7软件,将额河流域景观类型划分为7大类10小类,其中包括5大类8小类植被类型,影像总的分类精度达到87.2%.5大类植被类型面积比例分别为耕地16.5%、河漫滩林地2.6%、湿地1.6%、草地10.5%、荒漠52.2%.格局指数分析表明;河漫滩林地在景观中呈小斑块分布,其斑块最大周长和最大面积及平均面积均小于其他植被类型;河漫滩林地的斑块形状比较复杂,其平均斑块形状指数、平均斑块分维数和类型边界密度指数均高于其他植被类型;多个景观指数都表明河漫滩林地在景观中的破碎化程度最高,这主要是由于河漫滩林地丰富的生物多样性和资源富集性吸引了人类高强度的干扰所致.额河流域景观类型面积分布最不均匀,但景观类型斑块数分布相对较均匀.     

元谋干热河谷旱季植被覆盖度的时空异质性

【目的】探究2008—2016年元谋干热河谷植被覆盖的时空异质性,分析植被覆盖度变化的原因,为区域植被生态保护提供基础数据和理论依据。【方法】以2008,2010,2012,2014和2016年5期Landsat遥感影像为数据源,以ENVI为技术平台,采用像元二分法获取研究区5个时期的研究区植被覆盖度数据,确定植被覆盖度等级和分类标准,利用地理空间分析法研究不同年份植被覆盖度特征,分析各高程带植被覆盖度的构成状况;在Arc GIS支持下提取各年份不同等级植被覆盖度的面积,通过GIS叠置分析获取2008和2016年的植被覆盖度转移矩阵;以与研究区等面积的空间格网对不同年份的植被覆盖度进行空间采样,以多元统计法计算格网点植被覆盖度标准差和回归斜率研究植被覆盖度的时间演变特征。【结果】研究区植被覆盖度以龙川江河谷及金沙江河谷为界表现出东高西低、南高北低,且自河谷坝区向中高山呈现中低—低—中—中高的整体空间格局;5个时段植被覆盖度分别为0.562,0.586,0.494,0.578和0.566;中高山区Ⅰ和Ⅱ级植被覆盖度的区域面积分别占研究区Ⅰ和Ⅱ级植被覆盖度总面积的60%和50%以上,坝周低山区和中低山区Ⅲ和Ⅳ级植被覆盖度的区域面积分别占研究区Ⅲ和Ⅳ级植被覆盖度总面积的70%~80%;河谷区坝区的Ⅴ级植被覆盖度的区域面积占研究区Ⅴ级植被覆盖率总面积的60%以上;8年来不同等级植被覆盖度的转移面积占区域总面积的61.03%,Ⅰ级植被覆盖度中有95.19km2向Ⅱ级植被覆盖度转移;年际间植被覆盖度标准差(SD)为0~0.541,植被覆盖度增加的区域面积和减少的区域面积之比为10∶9,呈显著性减少和显著性增长的区域面积分别占研究区面积的9.132%和6.794%。【结论】干热河谷植被覆盖度空间地带差异明显;植被覆盖度偏低,植被覆盖度等级间转换较为频繁;植被覆盖度年际间变化幅度不大,植被覆盖度呈增长的区域面积略大于减少区域面积,但呈显著性减少的区域面积大于呈显著性增长的区域面积;东部和南部的中高山地带植被覆盖度的结构恶化。应继续强化退耕还林还草、强化天然林保护等措施的力度,降低中高山和中低山的人为干扰强度,在河谷坝区和坝周低山积极开展人工植被恢复工作,促进区域植被生态的可持续发展。     

基于GIS的景观格局对云南省森林火灾的影响

【目的】研究景观格局对森林火灾的影响,为深入研究森林景观对林火干扰的抗性和控制的机制奠定理论基础。【方法】以云南省为研究区,依据森林防火条例结合研究区实际情况对森林火灾进行等级分类。对遥感影像进行前期预处理以及重分类,得到云南省土地利用分类图。利用Arc GIS格网法对其格网化,选取7种景观指数(板块数量、平均斑块面积、板块密度指数、蔓延性指数、景观丰度、斑块丰度密度指数和香浓多样性指数)并计算,利用相关性分析及Bootstrap显著性检验方法对云南省森林火灾面积与景观指数的关系进行研究。【结果】2005—2008年云南省共发生火灾1 457起,其中重大火灾98起。在边长为10 km的格网中,随着针叶林、阔叶林、草地和灌木的平均斑块面积增大,发生高等级森林火灾的概率增大;针阔混交林、河流和水体反之。在100 hm~2以上的森林火灾中,斑块丰度密度指数、蔓延性指数、景观丰度、香农多样性指数、斑块密度指数、斑块数量与森林火灾面积的相关系数分别为-0.022,0.300,0.253,-0.333,-0.360,-0.302,其中蔓延性指数、香农多样性指数、斑块密度指数和斑块数量显著相关。根据Bootstrap显著性检验得出,在(0,1]hm~2森林火灾中,蔓延性指数与森林火灾面积的相关性在0.01水平上可信;在(50,100]hm~2的森林火灾中,蔓延性指数和香农多样性指数的Bootstrap显著性在0.01和0.05水平上可信。随着森林火灾向≥100 hm3以上转变时,香农多样性指数对火面积的负相关达到最大值,负相关系数为-0.333,并在0.01水平上显著。【结论】1)针叶林、阔叶林、草地和灌木平均斑块面积的增大对森林火灾蔓延有促进作用,针阔混交林、河流和水体平均斑块面积增大则对森林火灾蔓延有抑制作用;2)在(0,1]hm~2森林火灾中,香农多样性指数、景观丰度和蔓延性指数对火灾面积的影响程度依次降低;在(50,100]hm~2森林火灾中,蔓延性指数、香农多样性指数和斑块数量对火灾面积影响程度依次降低,以上排序可通过Bootstrap显著性检验;3)香农多样性指数、斑块数量和斑块密度的相关系数随着火灾等级(面积扩大)提高向更高的负相关转化,对森林火灾面积的抑制作用逐渐增加。相反,蔓延性指数的相关系数随着火灾等级提高逐渐向正相关发展,对森林火灾面积变化起到促进作用。以上景观指数对100 hm~2以上的森林火灾面积变化的影响程度最为明显。     

海口市羊山地区乡村聚落林地-湿地景观格局演变分析

【目的】城市化的快速发展对乡村聚落景观格局和空间分布有深远的影响,但目前对于海岛熔岩台地型的乡村聚落景观研究较少。【方法】应用ENVI遥感影像处理软件和ArcGIS空间分析工具,定量分析海口市羊山地区2008年与2018年乡村聚落规模和格局变化,并选取相关景观格局指数,探究湿地、林地等环境因素对乡村聚落分布的影响。【结果】1)随着时间的演进,羊山地区乡村聚落的形态、数量、规模、分布均发生了改变。2008—2018年乡村聚落斑块数量激增,斑块总面积和斑块密度增加,斑块间的邻近距离和平均斑块面积相对减少。2)对比斑块形状指数发现,整体区域内聚落斑块形状整体趋于规整,其中邻近湿地的聚落斑块更趋于带状、边界更为曲折。3)从空间分布看,2008年和2018年乡村聚落均呈现聚集的格局,且2018年聚集度略高于2008年。4)随着乡村聚落离湿地、林地的距离增加,斑块数量和面积均产生锐减。此外,耕地斑块与道路斑块对羊山地区乡村聚落斑块分布也产生了一定的影响。【结论】目前羊山地区乡村聚落发展现状分为两类:一类为区位优势明显,得到优先发展,但由于缺少科学规划,村落传统风貌和生态环境被破坏;另一类地区较偏远,发展缓慢,许多古村落、古建筑得不到良好的保护而且遗弃。需要政府把握乡村聚落变化发展规律,因地制宜进行新农村规划建设和人居环境治理,引导乡村聚落朝集约化、内涵式方向发展。本研究揭示了海口羊山地区乡村聚落动态变化规律和影响因素,可为城乡协调发展区的聚落景观布局优化、城乡土地空间规划提供一定的参考依据和技术支撑。     

新疆额尔齐斯河流域北屯段景观动态

利用MSS,TM和ETM+三期遥感影像,以景观生态学理论为指导,以地理信息系统为技术手段,结合地形图、植被图和外业调查资料,选取斑块数、平均斑块面积、平均斑块形状指数、平均斑块分维数、多样性指数和均匀度指数,定量分析新疆额尔齐斯河流域北屯段1972-2000年的景观格局及动态变化.结果表明:荒漠植被一直是额尔齐斯河流域北屯段的景观基质;28年间,耕地面积增加了9.62%,荒漠面积减少了11.75%,居民地面积增加了0.15%,河漫滩林地和湿地类型面积分别减少了0.44%和1.06%;景观格局分析表明,整个额尔齐斯河流域北屯段斑块数增加了,平均斑块面积减少了,与1972年额尔齐斯河流域北屯段景观相比,2000年额尔齐斯河流域北屯段景观变得零散、破碎.平均斑块形状指数和平均斑块分维数的增加,揭示了额尔齐斯河流域北屯段景观斑块形状呈复杂化趋势;景观多样性指数和均匀度指数的增加,表明额尔齐斯河流域北屯段景观类型异质性程度减弱,各景观类型分布趋于均匀化;从不同时期各类型转移概率矩阵看,河漫滩林地是28年间保持率最低的景观类型,主要转化方向是草地,其次是耕地,转化的主要原因是人口增长、牲畜数目增加、林牧政策及引水截流等.     

吉林蛟河阔叶红松林树种空间分布格局及其种间关联性

【目的】群落水平上研究28个物种在不同尺度下种群空间分布格局及其种间空间关联性,明确温带森林群落物种共存与生物多样性维持机制。【方法】基于吉林蛟河阔叶红松林30 hm~2动态监测样地数据,运用空间点格局分析方法,分别采用完全空间随机零模型和异质性泊松零模型分析不同尺度种群空间分布格局及其种间关联性。【结果】基于完全空间随机零模型的种群空间分布格局分析显示,本研究中的28个物种均表现出空间聚集格局,表明总体空间分布格局的非随机性;基于异质性泊松零模型的种群空间分布格局分析结果表明聚集分布格局主要出现在较小尺度(0~10 m),随研究尺度增加,种群聚集所占比例迅速降低,随机分布和均匀分布成为主要的分布格局类型;分离和部分重叠类型是主要的种间关联类型,混合种间关联类型所占比例较低;多数尺度上,种间相互排斥所占比例高于种间相互吸引,表明不同物种个体之间在空间上趋向于分离,种间个体直接相互作用的机会少,表现为种间分离格局。【结论】本研究表明种内聚集和种间分离是该研究群落主要空间构型,物种间的空间分离减弱种间竞争,阻止或减缓竞争优势物种对竞争劣势物种的竞争排除作用有利于维持物种共存,促进生物多样性维持。     

城市化进程下地表温度时空变化及其与植被覆盖度的相关性——以北京五环区域为例

【目的】探究城市地表温度时空变化特征,阐明不同植被覆盖度条件下植被降温差异,为改善城市生态环境、合理规划城市绿地提供参考。【方法】以城市化水平较高的北京五环内区域为研究对象,基于1999—2017年5期Landsat遥感影像反演得到的地表温度和植被覆盖度图像,采用标准差分类法将研究区划分为极低温区、低温区、次低温区、中温区、次高温区、高温区和极高温区,探究研究期地表温度时空变化特征,运用线性回归进一步对300、600、900和1 200 m栅格尺度下的植被覆盖度和地表温度进行相关性分析。【结果】1999—2017年,北京五环内热环境的时间变化总体分为2个阶段:1999—2011年高温区和极高温区面积逐渐增加; 2011—2017年,热环境状况有所改善,高温区和极高温区面积占比分别下降0.96%和0.71%,极低温区和低温区面积占比分别升高0.45%和1.19%。热环境空间格局随北京城市建设发生显著变化,1999年地表温度较高的区域集中在二环内,1999年后逐渐向外转移,至2011年,高温区和极高温区集聚在三环至五环间的东南部区域(2011年高温区和极高温区在三环至五环间分布比例最高,分别为70.73%和78.92%),2017年五环内区域整体热环境有一定程度改善。研究期内北京五环区域植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,2005年植被覆盖度最低(31.84%),且植被覆盖度较高的区域主要分布在四环至五环,四环内区域植被覆盖度相对较低。地表温度与植被覆盖度总体呈线性负相关(P0.001),且在中植被覆盖度条件下(40%～60%)相关关系更稳定。同一栅格尺度下,植被覆盖度越高,降温效应越强,地表温度越低。【结论】1999—2011年,高温区和极高温区面积逐渐增加,且高温区域由二环内向外转移;2011—2017年,热环境状况有所改善。研究期内植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,且植被覆盖度在四环至五环间区域较高。植被覆盖度增加可降低地表温度,且在植被覆盖度达到40%～60%时才表现出稳定的降温效果,适当提高植被覆盖度,可提升城市绿地降温功能,缓解城市热环境。     

景观格局对松褐天牛种群密度的影响

【目的】明确景观格局与松褐天牛种群密度及成虫发生期的关系,为制定利用景观格局调控松褐天牛种群的技术措施提供理论依据。【方法】采用景观生态学的研究方法,应用诱捕法对福建省顺昌县4个乡镇马尾松林的松褐天牛种群数量进行监测,将其发生期划分为3个时期并构建时间动态模型,利用ARCGIS、ENVI、FRAGSTATS软件对景观信息进行提取划分和景观指数计算,分析斑块类型与景观2个水平上的景观指数同松褐天牛种群密度及成虫发生期的相关性。【结果】共捕获松褐天牛139 321头;埔上镇始盛期(T)结束的时间最早,双溪街道始盛期结束时间最晚,高峰期(P)与盛末期(L)结束时间最早,而大干镇在这2个时期上结束最晚;斑块类型水平上,松褐天牛种群密度与林地斑块面积及道路斑块数量呈显著正相关,相关系数分别为0.952、0.959,与农田斑块面积呈显著负相关(R=-0.963),与道路斑块分离度也呈显著负相关(R=-0.968);景观水平上,景观总面积与松褐天牛种群密度具有显著正相关(R=0.970),松褐天牛种群密度随景观丰富度的升高而降低,相关系数为-0.958;林地斑块的密度和聚合度对成虫发生的不同时期有重要影响,成虫发生的高峰期与道路斑块的密度和面积有较强的正相关,城市、农田、水域3种斑块的密度与面积均与松褐天牛成虫的发生期呈负相关,而景观总面积与成虫的不同发生期呈正相关。【结论】林地斑块面积、道路斑块数量与松褐天牛种群密度呈显著正相关,而道路斑块的分离度、农田斑块面积与松褐天牛种群密度呈负相关。林地与道路斑块的密度与松褐天牛的始盛期、高峰期、盛末期的结束时间长短呈正相关,而城市、农田、水域3种斑块类型的密度及面积则呈负相关。景观格局不仅能够影响松褐天牛的种群密度,还能够影响其种群发生的时间动态。     

济南市植被覆盖度景观空间格局研究

指出了快速城市化进程使得济南市景观空间格局发生巨大变化,植被覆盖度为分析景观空间格局提供了方法和支持。利用2015年6月济南市Landsat8遥感影像,反演得出植被覆盖度等级,继而运算得出景观指数,分析了济南市2015年景观格局。研究表明:中植被覆盖等级景观斑块所占比例最大,次高植被覆盖斑块数量最大,其余植被覆盖景观类型所占比例由高到低依次为次低植被覆盖、高植被覆盖、低植被覆盖;分析景观指数发现景观中斑块镶嵌体几何形状复杂性大,各等级相对平均没有形成主导,分布零散不均匀没有较大聚类,零散程度不高。     

基于景观格局分析的湖南长沙城市林业建设对策

文章以Ace View为技术手段,运用景观生态学的原理与方法,通过多样性指数、破碎度、分离度、平均形状指数、斑块密度等指标来分析长沙市的景观格局特征,结果表明,在长沙建成区内,有林地斑块分布极不均衡,中小尺度斑块类型所占比例很大,破碎度较高,林水结合的空间很小,最后还提出了长沙城市林业建设的一些相关对策。       

城市森林林木斑块特征与降温效应的关系——以北京市城区为例

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块的斑块水平特征、景观配置特征以及群落组成特征对斑块降温效应的影响,以期为城市绿地的规划和管理提供依据。【方法】以北京市六环外1 km以内的城区为研究区,利用2013年9月Landsat-8 TIRS遥感影像的第10波段反演地表亮温,利用2013年8—9月0.5 m分辨率的World-view-2遥感影像提取城市森林斑块信息,基于城市森林斑块地表亮温与城区整体地表亮温的温差量化研究区域内城市森林的降温效应。然后,选取斑块面积、周长、周长面积比和形状指数4个斑块水平的景观指数,以及树冠覆盖度、平均斑块面积、斑块密度和聚集度4个景观水平的指标,探究城市森林斑块个体特征与空间配置对其降温效应的影响。同时还采取分层随机抽样法抽取398个林木斑块,进行城市森林结构抽样调查,分析城市森林群落结构与降温效应之间的关系。【结果】北京城区地表亮温平均值为29.86℃,不透水地表区域的地表亮温平均值为30.64℃,树冠覆盖面积超过1 000 m2的林木斑块地表亮温平均值为28.68℃,比城区低1.18℃,比不透水地表低1.98℃。在斑块水平的4个指数中,斑块面积和周长与斑块内部地表亮温最低值显著负相关(R2值分别为0.43和0.33),斑块周长面积比以及形状指数与斑块内部地表亮温的相关性较弱,且分别为正相关(R2=0.25)和负相关(R2=0.10)。在景观水平的4个指数中,作用最强的为树冠覆盖度(R2=0.312),其次为平均斑块面积(R2=0.309),二者与林木斑块的降温效应均为正相关;斑块密度与降温效应呈非线性关系,一开始地表亮温最低值随着斑块密度的增加而升高,当斑块密度的对数值达到-4.85时,地表亮温最低值随着斑块密度的增加开始下降;聚集度与降温效应呈正相关(R2=0.15);群落结构指标与林木斑块内部地表亮温相关性整体较弱,树高与乔木株数占比与斑块内部地表亮温负相关(P0.05),物种多样性指数Shannon-Wiener与斑块内部地表亮温正相关(P0.05)。【结论】在北京,面积超过1 000 m2的林木斑块可在一定程度上缓解城市热岛效应,树冠覆盖度和斑块面积是影响林木斑块降温效应强弱的核心因素,未来城市森林建设除直接规划大尺度城市森林外,还可优先在紧靠现有绿地区域的潜在绿地区种植树木,以此来增加现有林木斑块面积,同时建议优先选择生物量较大的植物,合理进行树种配置,全力提高城市绿地降温能力。     

密云水库上游典型油松林地林木生长空间格局

【目的】植被空间格局是植物群落生态特征、种间竞争等分析的基础，对了解植物群落生态学特征及过程具有重要意义。本研究试图探讨样地林分树高和胸径的空间异质性，以期获得北京山区优势种群的空间分布格局与空间分布特征。【方法】选择生长良好的林分设置固定观测样地（100 m×100 m），对所有树木进行每木检尺，明确样地内树种组成、结构特征与径级结构，基于各立木在二维空间上的坐标构建点图，分析林木聚集特征；应用变异函数分析方法了解林木空间异质性特征，采用Kriging空间插值统计学方法分析样地内林木树高及胸径等生长特征的空间分布特征。【结果】研究样地内共有树种13种，共计株数833株，其中油松为其优势树种，占78.75%，在部分区域呈现高度聚集分布；栓皮栎、黄栌、山杏等其他树种混交分布其中，在部分区域有小范围的聚集；样地内所有林木还是优势树种油松林木，其径级分布均接近于正态分布，随着径级的增加，个体数呈先增大后减小的单峰变化趋势；树高和胸径均以指数理论模型的拟合效果较好，树高值的空间异质性不高，而胸径值的空间异质性较高，树高和胸径均表现出中等程度的空间自相关性；林木树高的空间分布呈连片分布，胸径的空间分布呈斑块分布。【结论】林分在小尺度上存在聚集效应，林木生长存在空间异质性，其空间格局表现为连片和斑块状分布。     

南水北调中线水源区2000—2015年森林动态变化遥感监测

【目的】监测南水北调中线水源区2000—2015年森林空间分布格局,研究森林动态变化过程及其机制,为水源区森林生态系统保护和水质安全提供理论依据。【方法】基于2000、2010和2015年3期30 m分辨率国产环境灾害卫星HJ-1 A/B CCD以及Landsat TM影像数据,采用面向对象决策树分类方法,监测南水北调中线水源区的土地覆被,并运用像元二分模型和归一化植被指数估算植被覆盖度。【结果】3期土地覆被数据精度(K)分别为89. 4%、86. 9%和84. 4%,2000年用户精度为98%,2010年用户精度为96%,2015年用户精度为94%。土地覆被监测结果表明,受退耕还林和封山育林等生态工程项目实施影响,2000—2015年,南水北调中线水源区森林面积持续增加,增幅达9. 5%,增加面积主要来自草地、耕地和建设用地;然而,随着水源区大规模移民和区域经济不断发展,也使得约4 547 km^2的森林转化为耕地、草地和建设用地。分市统计分析表明,十堰市和安康市森林面积增量最大,均超过1 300 km^2,生态修复工程效果显著。2000—2015年,水源区植被覆盖度也呈增加趋势,其中森林植被覆盖度增幅达25. 4%,且植被覆盖度在0. 6以上的森林面积比例3期均超过70%。【结论】近15年来,南水北调中线水源区森林面积和森林植被覆盖度增加显著,森林密度得到提升,高密度的森林植被能够在地表形成植被保护层,降低水源区发生水力侵蚀和沟渠侵蚀的风险,从而提高水源区水土保持能力。     

城市生态空间评价及量化标准分析——以长株潭城市群为例

【目的】科学评价与测度城市生态空间是生态文明建设过程中必不可少的手段,国内城市群生态空间量化评价标准的研究对保障城市生态安全、提升居民生活质量等具有重要意义。【方法】立足长株潭城市群发展实际,结合国内外相关研究成果,设计"人均生态空间面积"(PCES)与"步行可达范围覆盖率"(CWWD)两个基准指标,以长沙、株洲、湘潭城区的12个单元为研究对象,采用数据挖掘法和无量纲对比法对长株潭城市生态空间价值标准和绿地建设规划数量进行测度分析,以回归方程测算出长株潭城市生态空间的配置数量和要求。【结果】长株潭PCES和CWWD与城区自然地理条件、城区改造状况、产业发展布局等因素有着十分密切的关联:1)生态空间建设与分布状况都显示出比较明显的区位导向性;2)由于生态空间用地也是城市用地的重要方面,故人均城市建设用地面积的高低必然同步影响到人均生态空间面积;3)生态空间的建设呈现出明显的日常生活导向性和人口分布导向性;4)人口密度也是引导现状生态空间分布(覆盖比率)的主导因素,呈明显正相关。【结论】按照本研究配置要求,2025年长株潭城市完全能达到国家生态园林城市标准,即人均生态空间面积≥12 m2,建成区绿化覆盖率≥45%,绿地面积占建成区面积≥38%。     

流动沙丘与丘间低地过渡带的时空格局对植被恢复的影响

【目的】研究流动沙丘与丘间低地过渡带的生态过程,探讨过渡带的时空格局及其对流动沙丘－植被面积的关系的调控作用。【方法】在科尔沁沙地西部乌兰敖都地区,利用样带法在所选择的流动沙丘背风坡迎风坡与丘间低地的连接处,测量沙埋高度、宽度以及风蚀深度,并在生长季末调查样方内植物的丰富度和多度。【结果】1)流动沙丘背风坡在风力作用下,沙子埋压丘间低地植被,导致部分沼泽－草甸植物退出丘间低地;沙丘迎风坡底部的裸沙带,每年生长季初有沙丘先锋植物侵入,在生长季末形成建植种群,最终形成迎风坡过渡带。迎风坡过渡带的宽度为3～5 m,背风坡过渡带的宽度为4～6 m,因此,流动沙丘与丘间低地过渡带属于小尺度过渡带。2)流动沙丘背风坡－丘间低地过渡带的宽度与丘间低地面积及其垂直风向宽度都呈显著负相关(P ＜0.05),而迎风坡过渡带的相关性不显著(P＞0.05),但与丘间低地植被扩展宽度呈显著正相关(P ＜0.05)。3)流动沙丘区的植被覆盖面积呈增加趋势。4)面积大于5 hm2的丘间低地,垂直风向宽度大,且植被密度大、植株高,容易形成风障,降低风速,致使背风坡沙埋速度慢,而且迎风坡植物入侵速度快,导致丘间低地植被宽度和面积增加。【结论】在自然条件下,流动沙丘区的植被恢复开始于迎风坡过渡带;迎风坡过渡带和背风坡过渡带的权衡直接调控丘间低地植被的覆盖面积和格局。另外,大面积的丘间低地对于流动沙丘区的植被恢复具有重要作用。