基于生态工程区的土地利用变化和景观格局分析——以内蒙古达拉特旗为例

研究根据1996年和2005年的2期土地利用图形数据,运用地理信息系统(GIS)技术。数理统计方法和景观生态学方法,进行研究区工程实施前后土地利用的面积和景观变化分析。结果表明:1996-2005年达拉特旗的耕地和草地面积呈增长趋势,其它类型的面积均出现不同程度的减少趋势,以沙地减少幅度最大,减少了83 191.23 hm2。从景观格局的变化看,耕地和林地斑块分布趋于离散,沙地斑块形状趋于简单,人为干扰较大;研究区整体景观聚集度和景观优势度增加。     

不同空间尺度下景观格局对人为干扰度的响应——以浙江金义新区为例

基于Landsat TM遥感数据,提取研究区域的土地利用数据,并利用ArcGIS 10.3中渔网工具分别创建不同尺度的评价单元。分别计算每种尺度下的景观格局指数,构建人为干扰强度指标,通过Pearson相关分析来探讨不同空间尺度下景观格局指数对人为干扰度的响应,研究金义都市新区的景观指数在不同空间尺度下对人为干扰度做出的响应。结果表明:①人为干扰强度空间分布表现为四周低,中间高。②斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)与人为干扰度呈正相关关系;蔓延度指数(CONTAG)、景观聚集度指数(AI)与人为干扰度呈显著负相关。③在探讨评价单元的空间尺度时发现,景观指数与人为干扰度的相关显著性表现不同,具体表现在:AI在空间尺度为2 000 m时,显著相关。而PD、CONTAG、SHDI及SHEI在空间尺度为4 000 m时,与人为干扰度的显著相关,说明人为干扰度与景观格局指数之间的响应存在空间尺度差异性。④在处于发展初期的区县尺度下进行景观格局指数与人为干扰度相关性分析时,发现选取评价单元为4 000 m时,得到的相关性和显著性结果较好。     

移动窗口法在生态移民安置区景观异质性研究中的应用——以彭阳县为例

在研究区域景观异质性时,特征尺度的选择尤为重要.文章以彭阳县2015年的遥感数据为数据源,利用ARCGIS、GS+、Fragstats等软件,采用半变异函数和移动窗口相结合的方法 ,确定研究区的特征尺度,并在该尺度下,选取了东北-西南和东南-西北两条样线进行景观异质性的空间梯度分析.得出以下结论:(1)彭阳县土地利用类型主要以林地、耕地和草地为主,三者面积所占比超过了90%,其中林地比例最大(39.597%),荒漠与裸露地表所占比例最小(0.012 2%).(2)景观指数在1 500 m左右时开始趋于稳定,说明1 500 m是彭阳县景观格局的理想分析尺度.(3)在特征尺度下,彭阳县南部河谷平原所在地,人为干扰剧烈,景观类型多样化,景观较破碎;中部黄土丘陵区,干扰次之;西南部土石质山地,人为干扰最小,生态环境良好.本研究结果可为生态移民安置区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据.     

政策驱动下孙水河流域生态系统服务价值变化

为探究政策对区域生态系统服务价值及可持续发展的影响,基于四川省凉山州孙水河流域1990-2020年土地利用遥感解译数据,利用土地利用动态度研究孙水河流域土地利用类型变化程度,利用当量因子法、热点分析法探究孙水河流域生态系统服务价值时空变化特征,并利用地理探测器分析其驱动因素。结果表明,1)1990-2020年孙水河流域土地利用类型以林地为主,土地利用类型之间转换剧烈;2)从时间尺度看,1990-2020年孙水河流域生态系统服务价值累计增长2.55亿元,增长率6.4%,调节服务功能起到了关键作用;3)空间尺度上,有2/3的乡镇生态系统服务价值均增加,分布在流域中部及西北部,变化热点区位于北部光明镇和冕山镇;4)孙水河流域生态系统服务价值的空间分异主要受社会经济因素影响,尤其是人为干扰因素,而退耕还林、脱贫攻坚等政策的实施会深刻影响人为干扰指数、人口密度及地均GDP等社会经济因素,因此政策成为生态系统服务价值空间分异的重要驱动力。研究结果对于地方政府制定生态环境保护政策具有参考价值。     

黑龙江垦区土地利用变化的生态价值损益分析——以建三江垦区为例

基于1989和2005年建三江垦区两期TM影像,在分析土地利用结构变化特点基础上,应用Costanza等对全球生态系统服务单位价值的计算方法,估算了研究区土地利用变化所引起的生态系统服务价值变化情况.结果表明:1989-2005年建三江垦区土地利用变化呈现耕地、林地、建设用地、水域增加,沼泽湿地和草地大幅度减少的"4增2减"趋势.土地利用景观格局的变化降低了生态系统的服务功能,使其生态系统服务总价值从586亿元/a下降到467亿元/a.评估垦区生态价值,并将其纳入区域环境与经济综合核算体系,对加快生态垦区的建设和完善垦区新农村建设规划,推进黑龙江垦区农业可持续发展具有指导意义.     

义马市不同时相土地景观格局指数对比研究

借助于GIS技术,从景观生态学的角度出发,按照土地利用类型进行嵌块体类型划分,通过构建合理的指标体系,对义马市1999年和2009年2个时相的土地利用空间格局进行对比分析。结果表明：研究时段内,研究区嵌块体类型水浇地和旱地比例有所下降,园地和林地面积大幅度增加,城乡建设用地稳步增加,自然保留地得到合理开发,景观多样性升高,不均匀性降低,优势度有所减小,人为干扰程度增加;土地利用多样化趋势明显,土地利用空间变化内在过程以耕地、园地、林地和城乡建设用地之间的内在转化为主。     

基于GIS的安顺市景观格局空间梯度分析

随着城市规模日益扩张,人为活动干扰的加剧,景观格局的剧烈变化影响喀斯特山地城市生态系统服务功能,对城市经济社会和自然复合生态系统的可持续发展产生较大的影响。以黔中喀斯特典型山地城市安顺市建成区为研究对象,以2012年和2016年高分辨率遥感图像为主要数据源,基于GIS软件平台,通过建立研究区城市景观类型空间属性数据库,采用景观空间梯度法和景观格局指数法,系统分析“城市双修”和“国家园林城市建设”政策驱动下,安顺市建成区2012年和2016年景观格局的时空动态变化及其梯度特征。结果表明:1）2012-2016年,研究区景观格局发生剧烈改变,城市用地的扩张与耕地缩减耦合,小型斑块数量明显增加,景观破碎化程度加剧。2）随着城市景观向外围扩展,建筑用地优势度先增加后降低,建成区外部缓冲带景观多样性逐渐丰富,受人为干扰强度弱化。3）研究期间,各景观类型交错分布,斑块分布复杂化、不规则,集聚度与连通性逐年下降。     

太平池湿地区域生态系统服务价值对土地利用变化的响应

为探究土地利用变化与生态环境间的关系,以吉林省长春市农安县太平池湿地区域为研究对象,利用1989、2000和2014年遥感影像对土地利用变化特征及土地利用变化特征与生态环境演变的响应关系进行分析,在此基础上对研究区生态系统服务价值进行计算。通过分析生态系统服务价值流向,不同土地利用类型生态系统服务价值和单项生态系统服务价值对总生态系统服务价值的影响,对研究区土地利用变化与生态系统服务价值间的关系进行研究。结果表明:1989—2014年间农安县太平池湿地土地利用变化十分剧烈,耕地、居民用地、盐碱地和湿地面积增加,水域、草地和林地面积减少,其中耕地、草地面积变化较大,分别为68.42、-92.20 km~2。土地利用变化受自然因素和人为因素的双重影响,而人口是影响土地利用变化的主要驱动因素。研究区生态系统服务价值主要由水域、耕地提供,占总生态系统服务价值的比例分别为60%、20%。研究区单项生态系统服务价值大部分处于递减状态,水源涵养功能价值减少最多,为24 357.31万元。由于土地利用类型转化处于不平衡状态,研究区生态系统服务价值在1989—2014年间整体价值流向为负。     

基于航空遥感的大比例尺景观格局分析--以大麻镇为例

在利用现时高分辨率航片获取大比例尺、翔实的土地利用现状图的基础上,结合研究区的特点进行了景观分类,选择和计算了景观多样性指数和景观优势度、分离度、破碎度指数及斑块分形维数等景观格局指数,对浙江省桐乡市大麻镇进行了小尺度、大比例尺(1∶2000)景观格局分析。结果表明,景观多样性指数与最大多样性指数有很大的差异;研究区内的各景观类型所占比例差异较大,优势度数值高,耕地成为起支配作用的优势景观,如果将耕地、园地、林地和其他农用地当成一种景观类型,则研究区内整体景观生态特征明显由农业景观所支配;其他农用地景观类型的景观破碎度最高,受人为干扰和破坏最为严重,因近年来土地整理的实施,耕地景观以面积大而且形状较规则的斑块广泛分布于研究区中;居民点及独立工矿景观的斑块几何形状趋近于简单且规则,但受人为干扰程度大。     

基于土地利用变化的生态系统服务价值演变研究——以福州滨海新城为例

土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的变化具有重要影响。本文以福州滨海新城为研究对象,运用土地利用动态度、当量因子法和标准差椭圆等方法,对2010年、2015年、2020年3个时期土地利用和生态系统服务价值的变化进行研究,结果表明：耕地和建设用地是福州滨海新城最主要的土地利用类型,但耕地在不断减少,建设用地在不断增加,且增加的来源主要为耕地,单一土地利用动态度为未利用地>草地>建设用地>耕地>林地>水域>园地>湿地;ESV高值和较高值密集分布在中部和东部沿海地区,ESV的发展总体呈略微向外扩散态势,但空间格局保持相对稳定;10年间ESV的总量不断下降,单项ESV以水文调节为主,水域是贡献最多ESV的土地利用类型;水域、耕地、林地是这10年ESV变化最主要的贡献因子。     

扎龙湿地土地利用与土地覆盖变化分析

基于1995年和2004年两个时段的LandsatTM影像数据,运用遥感、GIS技术,分析扎龙湿地1995～2004年土地利用与覆盖动态变化的数量特征和空间格局,运用逐步回归分析法和主成分分析法,探讨扎龙湿地土地利用与土地覆盖驱动力机制。结果表明,扎龙湿地耕地变化是扎龙湿地土地利用变化的核心类型,扎龙湿地的农村经济发展和农业人口数是影响耕地变化的主要因素,对土地利用与覆被变化起着主要作用。     

人为干扰对广州南沙河涌沿岸植物景观特征的影响

为了解人为干扰对河涌沿岸植物景观特征的影响,选取广州市南沙区4条河涌作为研究对象,采用ANOVA单因素方差分析轻度、中度以及重度人为干扰强度下河涌沿岸植物景观特征的差异及不同植物景观特征因子之间的相互关联作用。结果表明：1)不同人为干扰强度下河岸植物景观在数量特征、生活型特征、功能特征以及绿量特征方面存在显著差异。与轻度干扰相比,中度干扰和重度干扰下的河岸植物种类平均多1种、乔木占比平均高26.8%和18.5%,草本占比平均低25.6%和20.8%、生态植物占比平均低17.0%和24.8%。中度干扰下食用植物占比较高,重度干扰下观赏植物占比较高。2)从河岸总体植物景观特征来看,生态植物占比随建筑物盖度增加而降低,食用植物占比和观赏植物占比随建筑物盖度增加而增加,植物绿量随风水植物占比增加而增加。3)不同人为干扰强度下河岸植物景观特征要素之间的相互关系存在差异。轻度干扰下,植物种类、乔木占比、风水植物占比随建筑物盖度增加而增加,植物绿量随建筑物盖度、风水植物占比增加而增加;中度干扰下,生态植物占比随建筑物盖度增加而降低,食用植物占比随建筑物盖度增加而增加,绿化覆盖率随植物数量、生态植物占...     

基于RS、GIS生态景观格局动态变化及其驱动力的研究——以扎龙湿地为例

基于遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)平台,以1995和2004年两期LandsatTM遥感图像为基础数据源,运用景观生态学理论和方法研究生态景观格局动态变化,并定性、定量分析了土地利用和土地覆盖的时空演变,从自然因素和人文因素上探讨扎龙湿地区域的土地利用驱动力,研究结果表明:该区域呈现以沼泽地景观为基质的草地、耕地和盐碱地景观等相对为主体的交错湿地景观格局;各类生态景观斑块的数量、面积及空间位置都发生不同程度的变化,其中高盖度草地景观和盐碱地景观的景观面积和斑块数变化量远大于其它景观类型;自然环境是土地覆盖与土地利用分布的基础条件,土地覆盖格局指导人类对区域土地的利用;人文因素是土地利用变化的诱导因素,直接体现在人口数目的增加和土地利用类型和利用程度的改变;发展经济的同时,按照一定的规划原则对土地进行利用,做到土地的合理开发与保护并重,实现土地资源的永续利用和区域的发展。     

剑湖湿地保护区土壤特性及其环境影响研究

对云南西部澜沧江流域的高原湿地剑湖的土壤特性，以及人为活动干扰对其湿地生态环境造成的影响进行了研究，结果表明：由于围湖造田及毁林开荒，50年间湖面积减少1／3，蓄水量降低近2／3，沼泽土垦为旱耕地，有机质和全氮含量分别损失43．03％和60．7l％，垦为水稻土分别损失6．4％和21．43％，使入湖处水的全氮和全磷分别为湖心的3～10倍，NH4^ ，NO2^-，NO3^-约为4倍，水体渐趋混浊，悬浮物增加了1倍．分析了剑湖湿地土壤生态环境恶化趋势，提出了剑湖湿地土壤资源可持续利用建议．     

不同人为干扰下纳帕海湖滨湿地植被及土壤退化特征

以滇西北高原纳帕海湖滨退化湿地为研究对象,对比分析了人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地三种人为干扰下湿地植被和土壤退化特征。结果表明：三种干扰方式下,纳帕海湖滨湿地植物群落类型多样性、物种丰富度、物种数、Shannon-Wiener指数、沼生植物重要值以及土壤有机质、全氮、速效氮、含水率、毛管孔隙度变化规律为：人为隔断水源补给＞牛羊过度放牧＞家猪拱地,而土壤容重和全钾含量变化规律完全相反。Pearson相关性分析表明,不同人为干扰下相同土壤指标之间相关性质和相关强度不同;CCA分析表明植物群落种类组成和分布与土壤含水率和全磷含量显著相关。以原生湿地样点为对照,人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地样带土壤退化指数分别为-7.40%、-14.53%、-45.01%。认为纳帕海湖滨湿地退化是三种干扰协同作用结果,但作用程度不同,其顺序为家猪拱地＞牛羊过度放牧＞人为隔断水源补给。     

农业土地系统研究及其关键科学问题

如何科学合理利用土地是实现人类可持续发展的关键。随着人类对土地利用问题愈发关注,在“土地利用/土地覆盖变化”、“全球土地计划”等国际科学研究计划的推动下,“土地系统科学”的学科体系逐步形成,农业土地系统研究成为土地系统科学的热点方向之一。本文以全球土地计划与土地系统科学为指引,旨在明晰“农业土地系统”的概念,系统梳理农业土地系统研究的技术方法、内容对象以及关键科学问题,为进一步丰富和完善土地系统科学学科体系,推动全球变化、粮食安全及农业可持续研究提供参考。研究认为：第一,多维度格局探测与分析是农业土地系统研究的重要基础：农业土地系统不仅关注耕地与其他土地利用类型之间的相互转换特征、规律和过程,而且更为关注耕地内部多熟种植制度、农作物空间格局、利用集约度、综合生产能力等结构和功能的多维变化,因此,需要依靠多学科/数据的交汇、融合等手段来揭示农业土地系统的复杂特征;第二,多模型耦合的过程与机制解析是农业土地系统研究的核心内容：在明晰农业土地系统时空格局特征的基础上,通过建立土地系统格局与其影响因素之间的关系,并将这种关系在时间维度进行扩展,进而实现农业土地系统变化过程和机制的动态表达,目前,土地变化模型的建模手段已从传统单一的地理模型或经济模型研究转向模型耦合研究,以反映农业土地系统中“人类-环境”的复杂关系;第三,多内容的综合效应评估与调控是农业土地系统研究的关键任务：农业土地系统与全球变化、粮食安全及农业可持续发展等问题密切关联,农业土地系统时空格局探测、过程机制解析的最终目的在于通过协调农业土地系统与农业资源、环境和生态的相互关系,考虑不同系统之间的权衡优化关系,追求土地利用的最佳社会、经济和生态综合效益,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。解决农业土地系统研究的这些关键科学问题,将有力促进自然科学和社会科学的融合,推动土地系统科学及相关研究领域的发展。     

退耕还林还草工程对土地利用/覆被变化及景观格局的影响——以张家口市为例

以张家口市为例,根据1989、2000和2010年3期Landsat TM遥感数据,利用土地利用变化模型,景观指数以及GIS技术,系统分析了土地利用/覆被及其景观格局的变化过程和规律,探讨了退耕还林还草工程对土地利用/覆被变化及其景观格局的影响。结果表明,1989—2010年张家口市土地利用结构由以耕地和草地为主,转变为以林地和草地为主。2000年退耕还林还草工程实施以来,耕地减少幅度增加,动态度指数由-0.27%变为-0.83%,林地增加幅度加大,动态度指数由0.56%变为1.39%,草地在数量上表现为减少。退耕前,耕地主要转为草地,退耕后,耕地主要转为林地,耕地转为林地的比例由退耕前的22.50%增加为退耕后的45.46%,退耕后684.85km2的草地转为林地。期间,研究区景观格局趋向均衡化,景观多样性降低,景观破碎化程度上升,景观形状趋于简单。这主要是由于经济建设等人类活动对土地利用和景观格局的干扰程度变大所致。     

重庆市江津区土地利用景观干扰度时空变化

以重庆市江津区2007、2010、2015、2018年4期土地利用数据为基础，基于景观干扰度指数，借助ArcGIS空间分析功能，研究江津区不同土地分区景观干扰度时空变化，旨在为江津区合理利用和保护土地资源提供理论依据。结果表明:1) 2007-2018年江津区景观干扰度先增加后减小，2015年是干扰度变化的转折点；2007-2015年中、高景观干扰度范围持续扩张，景观干扰度呈增加趋势；2015-2018年中、高景观干扰度范围缩减，景观干扰度呈下降趋势。2) 研究期内江津区景观干扰度北部城镇高度发展区（Ⅰ区）＞中部传统农业发展区（Ⅱ区）＞南部农林生态涵养区（Ⅲ区），Ⅰ区主要以低、中干扰度为主，面积总比例达67.65%，干扰度变化最大，Ⅱ区低干扰度占优势，面积占比达56.75%，Ⅲ区是极低干扰度占比最大的区域，总比例接近30%。3)景观干扰度空间分布受坡度影响，低干扰度在各坡度范围内面积占比均较大，中干扰度主要在Ⅰ区和Ⅱ区S≤15°的范围内，面积占比均接近30%，高干扰度在Ⅰ区2°＜S≤25°的区域分布广泛，总比例近30%，在Ⅱ区和Ⅲ区所占比重较小，均在10%以下。为实现区域可持续发展，Ⅰ区和Ⅱ区应注重土地的集约利用，提高耕地质量，Ⅲ区应重点实施退耕还林，保护生态环境。     

三江平原挠力河流域湿地垦殖的影响因素

综合利用DEM数据、地貌数据和1954-2000年5个时段的土地利用/覆被数据,分析了该流域近50a 来的湿地垦殖过程及其影响因素,结果发现:2000年的沼泽湿地面积仅为1954年面积的36.7%,而且80%左右的沼泽湿地都开垦为耕地.自然环境要素与农场建设对整个湿地的开垦过程产生了重要影响.分布于不同海拔高度与不同坡...     

五台山景区湿地植被的数量分类和排序

利用双向指示种分析方法(TWINSPAN)和除趋势对应分析方法(DCA)对五台山清水河湿地植被进行了数量分类和排序.结果表明:1)TWINSPAN将57个样方分为牡蒿群落、鹅观草群落、地榆+委陵菜群落、水蓼+东方蓼+薄荷群落、水蓼+酸模群落、北水苦荬+东方蓼群落.2)DCA第1轴主要反映了人为干扰程度因子;DCA第2轴主要反映了海拔因子.在DCA图中,湿地植被相应地沿对角线从旱中生的群落类型逐步向湿生群落过渡.3)TWINSPAN和DCA分析结果具有一致性,它们都客观地反映出人为干扰与湿地植被之间的生态关系.