巢湖水陆交错带土地利用景观格局梯度分析

通过解译巢湖水陆交错带2013年Landsat 8遥感影像,提取土地利用类型信息,运用景观格局指数和地理空间插值法分析研究区的景观格局特征。在景观格局分析基础上选择代表性样带,应用移动缓冲带法对景观梯度变化进行研究,以期为巢湖水陆交错带的土地利用、生态环境保护和景观优化提供参考。结果表明:景观破碎度、景观多样性在空间分布及梯度变化上表现出较高的区域分布一致性,即二者的高值、低值分布区相匹配。景观优势度在不同特征的样带内表现出不同的变化特点,其变化不仅受斑块面积的影响,用地布局对其影响更大。景观连通性在各个样带内均较高,各景观类型的斑块内部之间连接紧密。     

河北省耕地生态安全及空间聚集格局

为了科学评判耕地生态安全态势与空间聚集格局。基于地理学研究中的空间格局分析技术,在压力-状态-响应框架下,结合生态学中的能值理论,构建县级耕地生态安全评价指标体系,估算河北省138个县耕地生态安全状况,重点探讨其空间聚集格局差异特征,分析聚集格局产生的主要影响因素。研究结果表明：河北省138个县的耕地生态安全状况呈空间聚集分布格局,空间聚集度Moran's I值为0.630;省域范围内存在2个聚集区,高值聚集区由石家庄、邢台以及邯郸组成,共23个县,耕地生态安全综合指数平均值为0.377,低值聚集区由张家口和承德大部组成,共22个县,耕地生态安全综合指数平均值为0.169,其他县市呈零散分布;高值聚集区内各县Theil指数大于低值聚集区;宏观角度上的地形地貌、降雨、土壤、耕地质量等因素是空间聚集格局分布与差异的主要动因。耕地生态安全评价与空间聚集格局特征分析为科学划定区域生态安全功能区,保障区域粮食安全生产提供科学依据。     

基于景观结构的福建省沿海生态风险时空特征

[目的]研究福建省沿海地区区域生态风险变化规律,为该区生态修复工作提供理论依据。[方法]利用ArcGIS和Fragstats软件,基于土地利用变化的生态环境脆弱度和损失度构建景观生态风险评价模型,并利用地统计分析和空间自相关性分析方法,探究研究区生态风险分布特征及生态风险的空间相关性。[结果]建设用地、林地和水域的面积呈上升趋势,灌丛、草地、耕地、滩涂和未利用地的面积均呈现出下降趋势,且碎化程度加深,分离度加大,而建设用地的破碎度和分离度逐渐下降,地域分布逐渐趋于集中;2000—2013年的生态风险空间分布均大致呈带状分布,低、较低及中等生态风险等级的面积均有不同程度的增加,较高、高生态风险等级的面积均有不同程度的减小;研究区内生态风险指数在空间上具有较强的集聚效应,且生态风险指数空间分布均以高—高聚集和低—低聚集为主。[结论]总体生态风险呈下降趋势,生态环境逐步好转,但景观生态问题依然很严峻,因此政府部门要在发展经济的同时注意当地的生态环境,实现经济与生态环境的协调发展。     

渝西方山丘陵农村社区生态安全动态分析

以渝西方山丘陵农村社区张家沟小流域为研究区,基于RS和GIS技术,运用破碎度指数、分离度指数、优势度指数、干扰度指数、脆弱性指数和风险指数等景观生态学量化指标分析了该农村社区1957,1976,1982,1992和1998年景观格局的演变规律;同时,根据生态风险与景观格局之间的联系,建立了生态安全与景观格局之间的关系,计算得出了研究区不同年份生态安全综合指数值.结果表明:(1)1957年以来,研究区生态安全状况整体较好,国家一系列生态建设工程对当地生态环境保护起到了积极作用,但人类活动进一步加剧了生态环境的退化,生态安全呈弱化趋势;(2)随时间推移和经济发展,研究区各景观指数发生了较为复杂的不均匀变化,其变化的节律性与该区农业经济政策、人口增长和经济发展具有很好的对应性.     

基于景观结构的眉县土地利用生态风险空间特征

在GIS与RS技术支持下,以眉县为研究区域,根据对遥感影像的解译获取2005年、2010年及2015年土地利用类型数据,划分1 km×1 km网格作为研究单元,根据景观扰动指数与景观脆弱指数构建生态系统模型,借助地统计学与GIS软件进行了空间分析,对眉县土地利用变化影响下的生态风险空间分异特征进行了定量评价。结果表明:眉县土地利用类型中建设用地与林地面积逐年增加,耕地与未利用地面积总体减少,土地利用程度提高。空间自相关分析结果显示高值-高值（H-H）聚集区集中分布于北部首善镇、常兴镇附近,低值-低值（L-L）聚集区主要分布于研究区边界。眉县土地利用生态风险等级整体上呈现逐渐提高的趋势,高风险区主要集中在北部首善镇、常兴镇附近,此区域风险等级提高最为显著,南部生态风险普遍较低,形成北高南低的局面,高风险区、较高风险区面积逐渐扩大。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

基于地理探测器的江西省万安县生态脆弱性时空演变及驱动力分析

[目的]对江西省万安县生态脆弱性近30a的脆弱性进行定量研究,为县级土地脆弱性定量评价提供借鉴方法,以此促进县级社会—经济—生态可持续发展。[方法]运用1987,1995和2015年3期遥感影像数据,在分析生态脆弱性概念与评价方法的基础上,依循"压力—状态—响应"评估框架,选取景观分维数、破碎度、优势度、景观适应度4个景观格局指数,以及人类活动干扰指数、植被覆盖度指数、地形指数、景观类型指数,从生态压力度、敏感度、恢复力3个方面出发运用熵权灰色关联法构建生态脆弱性评价模型,基于格网尺度对万安县生态脆弱性进行动态评价和分析。[结果]1987—2015年万安县生态脆弱性不断加剧,其中存在68.72%的样本区生态脆弱度指数增大。通过万安县生态脆弱性分布图和趋势图可知,全县生态脆弱度高值区域集中在中北部地区而低值区集中于南部和西北部。采用空间自相关分析法分析万安县土地生态脆弱性指数空间上的集聚特征和显著性,1987—2015年万安县土地生态脆弱性存在较高的空间自相关性,空间自相关性呈现上升趋势。运用地理探测器方法,表明万安县生态脆弱性主要驱动因素是乡镇人均纯收入、单位耕地面积化肥施用量和非农业人口比重。[结论]研究区生态环境严峻,亟需针对万安县资源、气候、地形、土壤等条件,合理规划用地,科学系统划分生态功能区。     

经济发达地区耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响分析

探讨耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响有利于丰富耕地可持续利用和保护路径,对维护国家粮食安全和景观生态安全具有重要意义。该研究以经济发达地区嵊州为研究对象,基于土地利用数据、耕地分等成果和93个样点采样数据,测算耕地重金属镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg）污染水平和耕地景观格局指数,采用逐步回归模型和空间回归模型分析耕地景观格局与重金属污染的关系。结果表明：1）研究区各土壤重金属因子污染指数及内梅罗综合评价指数的均值范围为0.22～0.42,Cd、Pb和Hg污染风险依次降低,整体污染风险较低,单个重金属污染指数变异系数均大于0.5,污染风险较高地区呈现团状聚集空间分布特征。2）耕地重金属污染与景观格局在城乡和道路梯度上存在明显的空间关联关系。3）耕地不同类型重金属污染与耕地景观格局各类指数呈现显著相关关系,耕地景观斑块规模、破碎度以及斑块形状复杂度与耕地重金属污染呈显著负相关关系,耕地景观聚集度与耕地重金属污染污染呈显著正相关关系。该研究进一步深化耕地景观格局与土壤重金属污染的定量关系,可为从景观格局优化路径控制土壤重金属污染提供参考。     

岩溶山区林地景观梯度变化分析

运用景观生态学的理论与方法,以贵州省麻江县为研究区,分析了1992年和2012年两个时期的林地景观的地形梯度变化规律。结果表明:(1)研究期间,各林地景观的类型面积、斑块数、斑块密度、各景观类型的面积比重、平均斑块面积以及斑块形状指数都随坡度和海拔梯度带的变化而变化。在坡度大和海拔高区域林地景观破碎度降低,景观格局趋于简单,而坡度小和海拔低的区域林地景观破碎度增大,景观格局趋于复杂。(2)坡度小和海拔低区域的连通性指数和聚集度指数呈下降趋势,而分离度指数呈上升趋势,反映出该区域林地景观分布趋于分散,聚集度和连通性减低。坡度大和海拔高区域的连通性指数和聚集度指数呈上升趋势,而分离度指数呈下降趋势,反映出该梯度带林地景观分布趋于集中,聚集度和连通性提高。     

南水北调中线汉中市水源地景观生态风险评价与特征

汉中市是国家级重点生态功能区、生物多样性保护关键区、南水北调中线工程核心水源涵养区和主要水源地,生态地位显著,对该区进行生态环境及风险研究意义重大。选取汉中市2007年、2011年和2017年3期遥感影像数据,综合运用景观生态学和地统计学基本原理与方法,利用RS和GIS空间信息技术,通过构建汉中市景观生态风险指数,对汉中市近十年景观生态风险时空变化特征进行了系统分析。结果表明:(1)研究区以林地和建设用地面积持续增加,耕地稳定减少为主要变化特征;林地和建设用地分别增加426.71,215.48 km~2,耕地减少539.33 km~2;(2)研究区林地优势度最为明显,研究期末达0.73;建设用地优势度增幅最快,10年增加了0.10;全区景观格局破碎化趋势明显;(3)研究区生态风险呈明显的倒"r"型分布。10年间,中高山区原有的集中连片低风险格局被打破;低山丘陵区生态修复工作成效显著,生态风险显著降低;(4)汉中市景观生态风险存在较强的空间正相关关系,但"高—高"和"低—低"风险聚集区分布范围逐渐缩小。     

城市近郊区土地利用生态风险评价——以西安市长安区为例

分析了西安市长安区土地利用/覆盖时空格局变化,从土地利用视角,基于综合生态风险指标模型和土地生态风险指数模型,采用RS、GIS技术及空间自相关统计方法,对西安市近郊区长安区土地利用生态风险进行评价。研究结果表明长安区土地利用生态风险呈上升的趋势,综合生态风险指数从1985年的0.1952增加到2013年的0.248,土地生态风险指数在空间上呈现不均衡,高值区聚集于研究区北部的韦曲、郭杜及相邻乡镇,形成区域生态高风险区,低值区聚集于南部的东大镇、滦镇、五台乡和杨庄乡等乡镇,空间分布呈现明显的正自相关,1985年、2000年和2013年的全局自相关指数分别为0.4792、0.5007和0.5121。     

银川市景观格局动态变化研究

应用遥感和GIS技术对城市化过程中城市景观格局及其动态过程进行研究,可以更好地认识研究区的空间特征及其景观要素的演替。选取2001年和2005年的银川市CBERS图像,提取研究区两个时期的景观类型,并选取斑块面积、斑块数量、景观多样性指数、景观优势度指数、景观均匀度指数和景观破碎度指数等景观生态指标,对研究区的景观格局进行了分析。结果表明:在研究时段内景观斑块类型没有发生变化,景观多样性指数和均匀度指数增加,优势度指数和破碎度指数有所减小,研究区的景观类型分布更趋均衡化;建筑用地、耕地和林地面积增加,尤其建筑用地面积增加较快,水体和未利用土地的数量减少,水体的斑块数量减少较多。说明银川市在研究时段内各土地利用类型的比例和空间分布格局都有较大变化。     

基于景观格局和土壤侵蚀敏感性的兰州市生态脆弱性评价

以兰州市为研究对象,选取分离度、分维倒数、破碎度3个景观格局指标和土壤侵蚀敏感性指数,构建景观类型脆弱度和区域生态脆弱度模型,利用连续覆盖全市的格网进行空间系统采样,生成生态脆弱度空间分布图,将景观格局与生态系统敏感性相结合并利用GIS技术对兰州的生态环境进行综合定量的分析和评价.结果表明:研究区草地的景观类型脆弱度最大,耕地次之,水域最小;相关分析显示,景观类型脆弱度与破碎度和土壤侵蚀敏感性之间存在着显著的正相关关系,能较好反映区域生态环境问题;区域生态环境脆弱性分区的空间分布与客观实际吻合良好.研究结果可为区域生态环境的建设提供科学依据和有益的实践指导.     

杞麓湖流域景观时空格局演变及其对景观生态风险的影响

持续的干旱致使杞麓湖水面大幅萎缩、生态系统不断退化,由经济规模和土地利用扩张造成的生态压力和风险日益增大。为探析景观格局演变及其对景观生态风险的影响,以杞麓湖流域为研究区,基于1985年、2000年和2015年3期Landsat卫星影像,建立了杞麓湖流域景观结构类型矢量数据库,分析了区域景观结构的组成及其转化。应用景观生态风险评价理论及景观格局指数构建景观生态风险评价模型,对219个生态风险采样小区和流域生态风险的等级空间分布特征进行了分析。结果表明:(1)研究期间景观格局变化明显,主要特征为建设用地和湿地为转入变化,面积显著增加,水体为转出变化,面积显著减少,缩小了近50%,耕地、林地和未利用地一直处于双向转化,但面积均有所减少。(2)流域景观破碎度小于0.1,景观破碎化程度较轻,耕地和林地的景观优势明显,占流域的主导地位,湿地的干扰度最大,最易受到外界环境变化的影响。(3)样区生态风险值大多介于0.5～1.0,流域主要处于较低生态风险等级,但低和较高生态风险正向更高等级的生态风险转化,流域生态趋于恶化;流域生态风险空间分布的区位性和异质性特征明显,低生态风险主要位于流域中的平原地带,高生态风险集中于杞麓湖,较低和中生态风险绕湖盆和湖泊分布,较高生态风险分布比较零散。     

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。     

淮河流域上游山丘区景观格局动态变化研究

采用地理信息系统(GIS)技术,在ArcGIS 9.2和景观卒间格局分析软件Fragstats 3.3的支持下,运用叠加分析(overlay)和景观的空间格局指数方法对淮河上游山丘区1990年、1995年和2000年3期的土地利用景观空间格局及其动态变化进行系统的分析研究,探讨其景观格局变化与相应生态过程之间的关系.结果表明:(1)1990-2000年的10 a问,研究区景观结构总体未发生重大变化.(2)10 a间,研究Ⅸ内平原区水田景观类型向平原区旱地、林地和农村居民点用地景观类型转化的趋势显著.(3)10 a间,研究区整体景观异质性上升,斑块趋向离散,连接性下降.(4)研究区后5 a部分面积优势景观类型较前5 a的破碎化程度均有减弱,斑块聚集度增加且连接性变强.(5)研究区生态系统结构和功能处于"局部改善、整体恶化"状态.     

宁夏盐池县土地利用与景观格局变化研究

以宁夏盐池县为研究对象，以4期卫星遥感影像为数据源，应用遥感、地理信息系统及景观生态学原理，在获取大量数据的基础上，采用定量的方法深入分析了研究区的景观格局状况。结果显示，在研究时段内盐池县土地景观空间格局发生了显著变化，整体景观的破碎度和多样性指数在不断上升，优势度指数不断降低，均匀度指数持续增加，景观格局朝着农、林，牧多优势度的趋势良性发展。盐池县生态环境状况正在逐步得到改善。     

基于景观格局的土地整理风险与固碳功能评价

通过生态风险指数构建和碳储量服务模拟,评价土地整理对生态风险和固碳功能的影响,由于生态系统服务在生态风险研究中的缺乏,利用土地整理前后生态风险变化和碳储量服务变化之间的相关关系分析,探讨利用生态系统服务变化评价生态风险的可能。以吉林省西部重大土地整理区为研究对象,基于景观格局变化构建生态风险指数,利用InVEST模型分析碳储量服务变化,结果表明:土地整理使整理区的景观结构发生较大变化,优势景观类型由盐碱地和草地转变为耕地,耕地破碎度和分离度降低,盐碱地和草地的分离度和破碎度增加。土地整理后,耕地、建设用地和其他用地的景观损失度指数降低,其他景观类型的景观损失度指数增加。土地整理前后整理区生态风险等级以较低风险区和中等风险区为主,整理后低和较低风险区面积变化明显,其他等级风险区的面积变化不大。InVEST模拟结果表明,土地整理前后整理区总碳储量分别为990.82、1 145.22万t,总碳储量增加154.40万t,土地整理导致固碳功能的增加。相关分析结果表明整理区碳储量服务变化与生态风险变化呈显著负相关关系,表明生态系统服务变化在生态风险评价中应用的可能。     

时空动态视角下快速城市化地区景观生态风险评价与分区

景观生态风险是区域景观受多种风险源长期干扰的累积结果。立足风险发生的“历史-现期-未来”动态视角探讨景观生态风险分区管控策略可为优化区域生态风险管理提供思路借鉴。为科学认知景观生态风险的空间分异格局，继而制定空间分区管控策略，研究基于快速城市化地区的风险动态管控需求，构建了“历史-现期-未来”时空动态视角下的景观生态风险评价与管控分区框架，并以江阴市为例，探讨其风险变化的时空过程、演变特征、未来趋势及差异化管控策略。结果表明：1）2005—2020年，伴随城市化演进，江阴市耕地减少12.76%，建设用地增加13.53%，景观类型转化剧烈、景观破碎度持续增加。其中，耕地和生态用地转化为建设用地的程度较严重，而建设用地集聚分布态势显著。2）江阴市生态风险呈现“北低南高”的空间分布格局。低风险区集中分布在北部水域及乡镇建设用地核心区，高风险区分布在南部水域、沿江地带及乡镇建设用地扩张边缘区。3）基于风险的动态变化过程，江阴市景观生态风险演变类型可划分为维持型、升级型、缓和型和波动型。继而，依据风险现状和未来趋势进一步分析不同区域的风险控制需求与风险走向，细化具体的防范区，不同区域在风险防范紧迫性、管控重点等方面存在显著差异。总体上，集成景观变化“历史-现期-未来”视角的风险评价和管控框架有益于从时空动态全过程理解城市化地区景观与外界干扰之间的复杂相互作用，研究结果可为城市生态风险管理及促进区域国土空间布局优化提供决策支持。     

基于景观格局和生态敏感性的左江流域生态脆弱性分析

以左江流域作为研究区,选取景观破碎度、景观分维数和景观分离度3个景观格局指数,以及土壤侵蚀敏感性、石漠化敏感性2个生态敏感性指数构建景观类型干扰度和区域生态脆弱度模型。利用空间采样和地统计学插值,生成生态脆弱度空间分布图,实现对流域的生态脆弱进行综合定量的分析和评价。结果表明:（1）变异函数分析表明,流域生态脆弱度的块金值/基台值达65.34%,呈明显的空间相关性,生态脆弱度的空间变异在16km以内比较接近,具有明显的各向同性的特点,而16km以外则表现出明显的各向异性;（2）区域生态脆弱度的空间格局与流域实际吻合良好,呈现南低北高的格局,脆弱程度相对较高的区域与碳酸盐岩在研究区的分布较为一致,地质地貌是流域生态脆弱度空间格局的主要控制因素,而人类活动的影响是引起生态环境脆弱度空间异质性的主要因素。     

基于IKONOS影像的城市景观格局研究——以银川市开发区为例

选用2001年和2005年的IKONOS遥感图象,应用GIS软件Arcview提取各景观斑块,并计算斑块面积、斑块数量、景观多样性指数、景观优势度指数、景观均匀度指数和景观破碎度数等景观生态指标,对研究区的景观格局进行分析。结果表明:研究区近几年景观格局变化较大,景观的多样性指数和均匀度指数逐渐增加,破碎度指数和优势度指数则呈现减小的趋势。各种景观类型中耕地变化最为明显,斑块面积和斑块数目大幅度减小:居住用地的斑块面积增加较大,道路用地、公共用地和防护林地的面积也有所增加,水域面积有所减小。