黄土高原丘陵区景观特征与景观指数粒度效应研究

选取黄土丘陵沟壑区高家沟流域为研究区,基于遥感图像绘制流域土地利用景观图,利用GIS相关软件以及景观格局分析软件Fragstats,计算高家沟流域的景观格局指数,并在景观水平上对指数的粒度效应进行了研究.结果表明:草地为高家沟流域土地利用类型的主体,园地稀少,各土地利用类型布局分散,斑块形状较复杂,土地利用结构不够合理;粒度变化对景观指数的计算具有重要影响,各景观指数均具有明显的粒度效应,不同的景观指数随粒度增加表现出不同的变化趋势:(1)景观指数随粒度的增加有明显的下降趋势;(2)景观指数随粒度的增加变化趋势不明显,或上升或下降,并呈现出一定的波动性.高家沟流域景观分析的适宜粒度范围为75～120m.     

水蚀风蚀交错区典型流域景观格局变化对土壤侵蚀过程的影响

流域土壤侵蚀过程与景观格局的关系是评价流域景观格局合理性的关键问题。以GIS软件为分析平台,以最新提出的"源""汇"景观理论为基础,以水蚀风蚀交错区典型流域——六道沟流域1995,2010年土地利用/覆被格局为分析对象,以淤地坝淤积量作为土壤侵蚀监测信息,利用景观空间负荷对比指数分别分析了这2个时期各景观类型随空间要素配置、贡献权重和组成比例对土壤侵蚀过程的影响,最后对该指数的变化与土壤侵蚀模数的变化进行相关性分析。结果表明:2010年与1995年相比,六道沟流域各集水区的相对高度、坡度、投影距离、运移距离负荷对比指数均呈减小趋势,景观格局分布更加合理,水土流失危险性降低,与同期土壤侵蚀模数变化趋势相同。坡度负荷对比指数增量与土壤侵蚀模数增量相关性较弱,相对高度、投影距离、运移距离负荷对比指数增量与土壤侵蚀模数增量呈显著正相关,运移距离负荷对比指数反映土壤侵蚀过程对景观格局变化响应的效果最好。景观格局负荷对比指数与土壤侵蚀实测值之间均存在较大差异,应进一步改进模拟方法以达到准确量化的目标。坡度负荷对比指数不能很好地解释景观格局对土壤侵蚀过程的影响,需要在坡度取值方式上加以改进。     

洮儿河中下游流域景观格局的形成及水环境效应分析

景观格局是地貌格局、土壤格局、植被分布格局、水资源格局及生产力格局等的综合.从景观发育的动力因素角度,分析了洮儿河中下游流域景观格局特征,总结了推动景观格局形成的地质地貌、气象水文及社会生产力因素,重点阐述了水环境系统演化与景观格局发育的耦合过程和特征,探讨不同景观要素对水环境特征分异的关系,分析景观格局对水环境系统中水量、水质及空间分布的整体影响.     

基于水土流失风险的流域景观格局识别方法研究

运用"源、汇"景观理论,利用洛伦兹曲线,考虑了植被覆盖因素,基于景观坡度指数,构建了景观空间负荷对比指数,定量分析了丹江流域9个子流域的景观空间格局。结果表明:丹江流域北部各子流域主要以水土流失的"源"景观为主,景观坡度指数大,空间负荷指数小,水土流失风险大;流域南部各子流域上游以"汇"景观为主,坡度指数大,中下游以"源"景观为主,景观空间分布不均衡,存在一定的水土流失风险。     

蒋家沟流域景观空间格局变化及其干扰效应的模拟分析

 为了探讨干扰对强烈侵蚀小流域的景观空间格局影响,使用1973年航片与2006年快鸟影像及地面调查数据,运用景观多样性、景观优势度、景观均匀度等多种景观格局指数对蒋家沟小流域不同时期景观格局进行研究,并采用分室模型对不同干扰强度对景观格局的影响特征进行模拟分析。结果表明:1973—2006年间蒋家沟流域的景观多样性与优势度未有显著的变化,但均匀度及破碎度发生显著变化,景观格局总体上发生强烈改变。从局部上看,流域主要变化景观为阔叶林、针叶林、灌木林与坡耕地,人为干扰与灾害活动的加强导致景观破碎化加剧。利用分室模型模拟干扰影响景观格局的研究表明,加大干扰强度在短期内可促使景观多样性增加,随着时间的推移,景观多样性将不断降低。     

金沙江流域云南段景观格局特征及其变化研究

金沙江流域是我国西部的生态脆弱区,植被受人为干扰程度较大.通过分析区内各植被类型的斑块规模与变化.可望得出人类活动对流域内植被的影响程度.研究基于TM遥感数据进行,首先,对金沙江流域云南段进行景观格局特征研究,分析该地区各植被类型的斑块数、面积,面积标准差和变异系数及该地区的斑块粒度等;然后,对比分析了流域内前后两期(相隔10 a)的植被与景观规模的变化.分析得出,流域内植被类型的斑块多为小斑块和中斑块,体现出植被景观的高度破碎化.经过10 a的变化后,暖温性针叶林等植被面积增加明显,充分反映出人工造林的成效;此外受人为活动影响后形成的次生性植被增多,说明人类活动对植被的不良影响.在植被总体面积增加的同时.区域内景观的斑块总数却有所减少,说明区域内有小斑块融合成大斑块的趋势.从两个时段植被景观斑块规模的变化可以看出,整个流域植被景观破碎的程度体现出减弱的趋势.     

大沟头小流域不同土地利用格局下土壤侵蚀情景模拟研究

为了分析大沟头流域景观格局动态变化(时间序列的影响)对流域土壤侵蚀景观格局的影响,本研究建立了几个流域景观格局特定情景(Scenario),通过在Arcview中利用模型模拟,得出大沟头流域内林草地面积比从0～100%,土壤侵蚀量从情景1的47 262.06 t减少为情景5的12 744.70 t,减少量为34 517.36 t,减少率高达为73.03%;林草地面积不变的情况下,随着流域内梯田的从无到有、从少到多,情景8(梯田占70%)与情景4(无梯田)相比,土壤侵蚀量减少了7 524.92 t,减少了28.94%.     

云南澜沧江流域景观格局时空动态研究

应用GIS技术和景观结构分析软件Fragstats3.3对云南澜沧江流域1985年、2000年的景观类型转化及其景观格局对比分析.结果表明,旱地、有林地、灌木林地、疏林地、高覆盖草地、中覆盖草地间的相互转化较频繁;在景观尺度上,区域景观破碎化程度下降,斑块形状变得较规则、简单,斑块的聚集度、连接性变好,景观多样性和均匀性增加;人类活动对景观格局的有利与不利影响,使各景观要素的结构与格局变化存在较大的差异性,其中,有林地、灌木林地、高覆盖草地的景观格局与区域景观变化相一致,而疏林地、中覆盖草地、水田、建设用地的景观格局与区域景观变化相反,旱田的景观格局变化较复杂;景观要素类型分布具有明显的垂直性,有80%的景观类型分布在海拔1 000～2 500 m之间,海拔2 500 m是澜沧江流域人类活动与该区景观类型的重要分界线,人类活动对澜沧江流域的干扰主要集中在中、低海拔地区.     

景观格局变化下陕西汉江流域生态价值与风险的相关性研究

陕西汉江流域是"南水北调"中线工程的主要水源地,属于国家重点生态功能区。研究流域内景观格局的时空变化特征、生态系统服务价值和景观生态风险的相关性,对保持流域内生态系统稳定性、保障流域生态安全具有指导意义。基于2000年、2005年、2010年、2015年、2020年陕西汉江流域5期土地利用数据,采用景观格局指数计算、生态系统服务价值评估、景观生态风险评估等方法,研究景观格局变化下生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变机制及空间相关关系。结果表明:(1)2000—2020年,流域内景观格局斑块破碎程度降低、异质性和连通性减弱、多样性增加,各地类景观向复杂化方向发展;(2)研究时域内,研究区ESV总体增加5.23亿元,气候调节价值最高,占比41.70%,以较低和中等价值等级为主,占比约61.62%;(3)研究时域内,研究区ESR整体呈小幅减少趋势,降幅1.40%,以较低和中等生态风险等级为主,占比约61.55%;(4)陕西汉江流域生态系统服务价值与生态风险之间存在显著负向空间相关性。景观格局变化使陕西汉江流域生态系统服务功能升高,生态风险降低,两者空间自相关性减弱。     

非统计学方法在景观格局变化研究中的应用

景观格局变化的驱动力和生态环境响应研究中,通常存在着数据具有不确定性,时间序列样本量不足和"噪声"干扰等问题.系统阐述了灰色分析、最大似然法、Panel Data模型的原理和应用背景,并选择洞庭湖流域的年入湖径流量变化,湘水流域景观格局变化的水文响应,以及洞庭湖流域景观格局变化的驱动力等作为实证分析对象.结果表明,灰色分析、最大似然法和Panel Data模型不但可以有效解决上述问题,而且通过与经典统计学方法相结合,还能使研究效率进一步提高,研究结论更加科学、直观.     

干旱区内陆河流域景观格局及其与环境因子的关系研究——以石羊河流域为例

基于GIS技术,利用移动窗口法,首先分析了1987年、2000年、2010年石羊河流域整体景观格局及其时空分异特征;然后根据2000年流域本身自然地理梯度特点,分别沿河流流向梯度(Tr1)和垂直于河流流向梯度(Tr2)设置了两条样带,采样间隔为lkm,获得了景观沿两个样带方向的梯度格局特征;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以景观格局指数为目标物种,利用RDA方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系.结果表明:①石羊河流域内景观基质为未利用地;②流域景观格局指数值分布呈现明显的自南向北的梯度差异,③景观格局指数在Tr1和Tr2样带上均有明显变化.Tr1样带2010年的景观格局指数值明显低于1987年,Tr2样带景观格局指数值时间变化不明显;④RDA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,Tr1样带景观梯度格局与高程、降水、温度相关性较好,Tr2样带景观梯度格局与温度、人口、GDP相关性相对较强.     

黑龙江乌裕尔河流域土地利用及景观变化分析

为探索乌裕尔河流域土地利用景观格局特征变化及其原因,以黑龙江省典型流域——黑土区乌裕尔河流域1995年和2000年的TM影像为基本资料,运用3S技术和Fragstats软件,研究了乌裕尔河流域的土地利用及其景观格局的新变化,从斑块类型水平和景观格局水平对2个时段的景观指数进行定量分析,结果表明:乌裕尔河流域土地利用景观的主体为耕地,耕地面积有增加的趋势;景观类型水平上,草地、水域和建设用地的破碎化指数表现为略有下降或持平,耕地、林地和未利用地景观破碎化指数上升,尤其是耕地该指数增幅较大;景观格局水平上,主要景观指数变动趋势对整个流域生态系统功能发挥不利,流域的生态系统脆弱性在增加。研究结果可为乌裕尔河流域土地利用的合理规划利用及生态景观设计提供思考。     

渭干河–库车河流域及其子流域景观格局变化分析

以西北干旱区渭干河–库车河流域作为研究区,利用ArcGIS水文分析模块和DEM数据,将研究区划分为5个子流域,并选用1998年和2011年两期同时相遥感Landsat TM影像,选择支持向量机(support vector machine,SVM)方法进行土地利用分类,通过Fragstats软件计算全流域及其各个子流域的景观格局指数,分析流域景观格局变化。结果表明：①在景观类型方面,5个子流域差别很大,流域A、D中草地景观占较大比例,流域B中的其他景观类型(山地、裸地等)占较大比例,流域C、E中沙地占较大比例;②在全流域Class尺度方面,草地及耕地的平均临接度指数(CONTIG_MN)减少,林地的平均形状指数(SHAPE_MN)增加,水体与建工地的平均斑块面积(Area_MN)一增一减,盐碱地的斑块密度(PD)增加;③在子流域的landscape尺度方面,子流域B、C、E在斑块数量(NP)、景观破碎度(F)和边缘密度(ED)的增长速度明显比子流域A和D快,表明人类活动对绿洲核心地带景观格局的影响低于绿洲外围荒漠交错带。     

山区小流域景观格局变化及其水土流失效应

景观格局变化及其生态效应分析是景观生态学研究的热点之一.以锦云川小流域1996～2004年土地利用分布图为基础,通过选取和计算景观格局指数分析了该流域8年来的景观格局变化及其生态效应.结果表明:疏林地、未利用土地面积减少外,有林地等斑块面积都有所增加,8年来流域内的斑块总数量明显增加,其中水浇地和建设用地等数量明显增加,有林地等斑块数量明显减少,破碎度指数降低;小流域景观多样性有所增加,表明景观的异质性程度提高,土地利用向着多样化均匀化方向发展,水土流失得到有效控制,生态环境有所改善.     

汉江上游1988-2007年间景观格局变化分析

为研究陕西省境内汉江流域水电开发后区域景观格局时空演变,根据1988,2000和2007年汉江上游地区遥感影像,通过遥感解译,利用GIS缓冲区分析分别研究了汉江上游整体和500,1 000,5 000m缓冲区内景观格局变化。结果表明:(1)汉江上游1988年以来水域呈持续增加趋势,耕地呈现持续"落势",全时段景观格局处于不平衡态,双向转换较频繁。但有向着有利于区域生态改善方向转变的趋势。(2)从景观破碎化、景观形状和景观多样性3个角度分析了研究区景观格局变化,1988-2000年该区景观格局破碎化程度增加,形状趋向复杂,景观趋向多样化;2000-2007年该区景观破碎化程度减小,形状趋向规则化,景观多样性减小,表明景观格局向着有利于区域生态改善的方向转变。(3)汉江上游水电7级梯度开发对沿河500m缓冲区内景观格局影响最显著。     

泾河中上游流域土地利用格局变化与驱动因子分析

利用RS和GIS技术和景观生态学的方法，对泾河中上游流域1986～2000年的景观特征及其动态变化进行了研究。通过计算多样性指数、优势度、破碎化指数、分离度等指标，进行了土地利用格局变化分析，并对该区域土地利用变化的主导因子进行了分析，认为该区土地利用／土地覆被变化的驱动力主要为：自然因素、经济因素、人口压力及宏观政策等，并互相影响、互相制约，共同影响流域景观格局的变化。     

农村景观格局的水环境效应研究进展

我国农村地区水环境污染与水生态系统功能退化问题日益突出。本文综述了近年来国内外学者关于农村景观格局对水环境质量、水资源调配的影响及其优化方法与途径方面的研究进展。总体来看,诸多研究主要集中在中小尺度、对单一景观组分的静态研究,而基于大尺度和多景观组分的动态研究相对不足,国内模型研究多停留在对现有成熟模型的参数修正和简单耦合阶段,不同景观组分空间配置格局对水环境影响及其情景模拟研究少有报道。农村景观格局对水环境效应的生态、水文作用机理、基于流域尺度的模型耦合及其不确定性分析、景观格局优化方法及其情景预测和服务于决策管理的应用研究亟待开展。     

快速城镇化地区景观格局变化对水生态系统服务的影响

探究快速城镇化流域景观格局变化的水生态系统服务响应机制,对流域景观规划和生态系统服务提升具有重要意义。以太湖流域为研究区,基于土地利用数据,综合景观格局指数、应用SCS与InVEST、偏相关分析等模型与方法,在刻画景观格局以及雨洪调节、水土保持、水质净化3种典型水生态系统服务的空间分异特征基础上,重点探讨子流域尺度上水生态系统服务对不同景观格局特征的响应关系。结果表明：景观组成和配置对3类典型水生态系统服务的影响中,大部分结论与现有研究结论或认识一致,但也发现太湖流域耕地、林地景观斑块形状复杂程度均能改善河流水质,子流域中的湿地稀少斑块有利于减少面源污染。控制耕地规模、优化耕地与水体距离、减少坡耕地可以有效提升3种水生态系统服务;增加滨水地带林地面积并提高其斑块边缘密度、增加子流域湿地、草地比重有利于更好地控制水体污染;湿地、草地这类关键少量的景观类型的增加是提高水质净化服务最有效的途径。为更全面准确地刻画格局与水生态系统服务的响应关系,还需在生态系统服务流、非线性关系和阈值、不同格局特征对服务的相对贡献等方面开展深化研究。     

基于流域的山区景观格局分析和分区研究--以山东省栖霞市为例

本文以位于胶东半岛中部山区的栖霞市为例,在对整个研究区进行流域提取的基础上,分别统计各流域内的景观指数,并通过聚类分析对整个栖霞市的山区景观进行分区。首先解译2010年Thematic Mapper(TM)遥感影像数据,获得栖霞市景观格局图,以1︰25 000地形图为基础数据源,建立DEM模型,利用ArcGIS水文分析模块将研究区划分为300个子流域。然后根据常用景观格局指数所反映的生态学意义和景观特征信息,并结合研究区内的具体景观结构,选择边缘密度(ED)、多样性指数(SDI)、斑块大小变异系数(PSCOV)、面积加权平均分维数(AWMPFD)和核心区密度(CAD)5个景观指数,并结合各流域的平均高程与空间分布对每一个子流域进行景观格局分析,探讨各子流域景观格局的空间差异,揭示人类活动、自然干扰等各种景观生态机制对区域景观生态的影响。研究结果为:ED值和CAD值随着海拔的增加而逐渐变大,垂直分异特征明显;SDI值呈现出由低海拔向高海拔逐步减少的趋势;PSCOV值随海拔的增加呈现出类似倒"U"形曲线;AWMPFD值不具有明显的垂直分异特征。最后将这5个指数进行聚类分析,同时利用流域主体景观类型对栖霞市进行景观格局分区,各土地利用类型被划分为3个景观生态类型区。研究结果为:一类区面积最小(10.14%),该区域是农作物种植的稳定农业区,景观结构和规模都很稳定,需要继续保护;二类区面积最大(50.93%),各种景观类型呈现空间交错分布,斑块形状复杂,属于自然景观和人文景观的过渡区域,需要加强该区域的土地规划和产业合理布局;三类区面积较大(35.92%),主要集中在中高海拔区域,林地和草坡地居多,开垦难度较大。分区结果能够较好地反映研究区景观生态结构的显著特征与空间分异状况,对栖霞市的土地管理和规划具有一定的指导意义。     

山东半岛县域土地利用景观格局分析——以招远市为例

在GIS技术支持下,利用ERDAS软件对2004年招远市遥感图像进行处理,在Arc/info平台下进行解译,再结合招远市土地利用现状图,得到招远市景观格局数据.然后在土地分类的基础上结合景观生态学原理对招远市景观进行分类.根据研究区的实际情况选取斑块水平指数和景观水平指数两类指标对招远市景观格局进行分析.利用景观格局分析软件FRAGSTATS.对所选指标进行量化分析.分析得出:招远市景观类型比较丰富,有着典型的"斑块-廊道-基质量"特征,耕地景观占绝对优势.斑块形状受地貌影响显著,集中体现在草地上,其形状指数大于其他景观类型.气候因素对斑块优势度影响较大.人类活动对景观空间结构有着强烈影响,人类活动的加剧会使景观破碎化程度加深.