基于GIS的庄河市滨海湿地景观格局变化及其驱动力分析

[目的]探究辽宁省庄河市滨海湿地景观格局变化及其驱动力,为该市滨海湿地的合理利用和生物多样性保护提供决策支持和科学依据。[方法]以庄河市2000,2010年2期遥感影像为基础数据,在遥感和GIS技术支持下,运用景观格局指数模型来分析研究区景观格局的变化特征和该区景观格局变化的驱动因素。[结果]10a间,庄河市滨海湿地的面积减少了7.44%;景观斑块数(NP)由2000年的3 425块增加到2010年的3 563块,增加了4.03%;景观多样性指数(H)由2000年的0.631 5增加到2010年的0.855 4;景观优势度指数(D)从2000年的0.835 9降低到2010年的0.736 4;景观均匀度指数(E)从2000年的0.578降低到2010年的0.514。[结论]庄河市滨海湿地的景观破碎化程度在加剧。在自然驱动力和人文驱动力作用下,湿地面积大幅减少,生态功能不断下降,使得研究区生态环境恶化,从而严重影响庄河市的经济发展。     

升金湖国家自然保护区土地利用生态风险评价

[目的]为了有效保护升金湖国家自然保护区生态环境。[方法]根据安徽省升金湖国家自然保护区1986,2002和2011年3期TM遥感影像,运用ERDAS,ArcGIS等软件,结合升金湖自然保护区土地利用现状,将升金湖自然保护区试验区、核心区、缓冲区3个功能区的影像进行监督分类,划分成建设用地、草地、耕地、林地、水域、未利用地、交通用地和园地8个地类,并统计各土地利用类型面积。采用层次分析法和模糊数学法建立土地利用生态风险评价模型,计算土地利用生态风险指数。[结果]保护区整体的土地利用生态风险等级为中级,1986—2011年,土地利用生态风险逐渐增强。其中,核心区的土地利用生态风险指数相对较低,但也呈逐渐增强趋势;试验区的土地利用生态风险指数较大,缓冲区的土地利用生态风险指数变化明显,土地利用生态风险较严重。[结论]升金湖自然保护区生态风险呈上升趋势,需要采取措施,建立预警机制,有效控制升金湖的生态风险。     

海坛岛土地利用变化模拟与景观生态风险评价

[目的]对海坛岛土地利用变化进行模拟与景观生态风险评价,为该岛的土地利用规划和政策制定提供理论依据。[方法]在福建省平潭县综合试验区规划建设的背景下,将Markov模型和CLUE-S模型相结合,模拟海坛岛2021年自然发展模式和城市规划发展模式下的土地利用空间分布格局,并用景观指数和景观生态风险指数对不同模式的景观格局进行分析。[结果](1)2021年的预测结果与2013年土地利用状况相比,在自然发展模式下森林、灌丛、湿地、农田分别减少了9.58%,5.53%,2.33%和8.82%。城市规划模式下分别减少了12.86%,6.16%,2.40%和11.67%;建筑用地面积自然发展模式下增加了24.56%;城市规划模式下增加了31.79%。(2)海坛岛的景观斑块破碎化程度日趋严重,森林、灌丛、湿地、农田、建设用地和未利用地的斑块数目均有不同程度的增加,景观面积百分比和景观形状指数上,森林、灌丛、湿地、农田均呈下降趋势,建设用地呈上升状态,未利用地变化不大。(3)海坛岛2013和2021年两种不同发展模式下的景观生态风险指数分别为0.334,0.337和0.351。[结论]海坛岛整体景观趋于破碎化和离散化,景观生态风险指数呈上升趋势,景观生态问题日渐严重。     

南京市江北地区景观格局演变及驱动力分析

以南京市江北地区为研究对象,基于遥感及地理信息技术,利用江北地区1988年、1995年、2000年和2006年TM5数据以及2013年TM8数据,运用景观生态学原理,选取斑块数量、平均斑块面积、边缘密度、平均分维度指数、香农多样性指数、香农均匀度指数等进行分析,探讨南京市江北地区近25年景观格局演变特征及驱动力。结果表明:1988—2013年江北地区景观格局发生较大变化,城建用地、林地面积增加,耕地面积减少,其他略有波动;在人类干扰作用下,斑块聚合度与斑块结合度呈现下降趋势,多样性指数与均匀度指数呈现上升趋势,破碎化程度增加。人口增加、经济增长、工业发展及产业结构调整是南京市江北地区景观格局演变的主要驱动力。     

东北农林交错区土地利用景观及生态服务价值变化

[目的]分析东北农林交错区土地利用景观及其生态环境效应的变化特征,为区域内资源利用和生态环境保护提供科学依据。[方法]采用景观生态学理论和3S技术等理论方法,以1991—2013年4个时间点的遥感影像为数据源,通过景观指数计算和模型分析,得到22a间土地利用景观格局和生态服务价值的演变特征,并对其驱动力进行探讨。[结果]在1991—2013年,景观指数普遍经历"V"或"Λ"型的变化过程,景观形状、多样性指数近几年不断下降,斑块平均面积、蔓延度、聚集度增加,景观破碎化程度减小,稳定性、多样性遭到破坏,生态服务总价值经历下降后,在2013年达到524 299.55万元,林地是研究区最大景观类型,对生态服务总价值贡献率在40%以上。[结论]研究区近22a间土地利用景观及生态服务价值变化剧烈,受人口增长、社会经济发展和国家政策导向的影响较大。     

中国热带天然林可持续经营标准与指标中土壤和水指标的研制

利用1986年和2000年TM/ETM卫星遥感数据,运用GIS软件分析了黄河源区土地利用时空变化,借助Excel软件进行景观格局变化研究。结果表明:黄河源区近15a来高覆盖度草地、湿地和冰川面积急剧减少,未利用土地面积增加,土地荒漠化程度加剧,土地利用综合程度指数下降。景观格局趋于破碎化,景观多样性和分维数呈下降趋势,优势度上升。     

1986-2006年桂林市区景观格局演变分析

以遥感影像为主要数据源,利用3S技术,对1986-2006年间桂林市区景观格局变化进行分析.结果表明:20a间,桂林市区林地、建设用地、裸地呈增加趋势,农田、草地、水体呈减少趋势,建设用地的变化速度最快,景观变化最剧烈;从景观水平上看,斑块数、聚合度、多样性和均匀度指数呈增加趋势,平均斑块面积、边界密度、面积加权分维数和结合度呈降低趋势.从类型水平上看,林地破碎化降低、自然特征增加;农田破碎化加剧、趋向于分散经营;建设用地破碎化增加、集中化趋势明显;水体破碎化、复杂性均有所增加;草地变化剧烈.退耕还林政策的实施、果业种植和乡村旅游的发展、城镇扩张以及农业开发活动是景观格局演变的主要驱动因素.     

太原市近15年城市景观格局时空变化及其驱动力

[目的]探讨不同尺度下太原市城市景观格局的时空变化特征,以期为解释城市化进程中景观格局演变的时空规律、评估社会经济发展对其的影响提供重要的科学依据。[方法]基于2000—2015年3期时间序列的Landsat TM遥感影像获得一级景观类型的太原市土地利用覆盖空间数据,利用Fragstats 3.4软件计算景观格局特征指数,研究太原市全市域和主城区的城市景观格局时空变化特征,并利用SPSS软件系统剖析了影响太原市景观格局的驱动作用。[结果](1)15a间,林地、耕地和草地始终是全市域的主要景观类型,分别占总面积的比例由33.60%,31.80%和27.47%变化为35.18%,27.97%和25.49%。城乡、工矿、居民用地的面积明显增加,占总面积的比例由5.86%增长为10.27%,其中耕地和草地是城市化用地扩张的主要来源;主城区土地利用的强度呈逐年增加的趋势,城乡、工矿、居民用地占总面积的比例由21.65%增长为33.82%,成为主城区的主要景观类型,而城乡、工矿、居民用地占用耕地的数量比全市域更加明显。(2)在全市域尺度上,景观格局指数变化表现为耕地、林地的斑块破碎化程度高,景观蔓延度下降,景观多样性增加;而主城区尺度上城乡、工矿、居民用地斑块破碎化程度显著升高,景观蔓延度呈先下降后上升的趋势,但景观多样性却呈先上升后下降的趋势。[结论]太原市全市域和主城区尺度上的城市景观格局特征存在一定的差异性,社会经济的发展、政策因素以及城市规划与发展理论的阶段性调控作用是影响其演变的主要驱动力。     

土地利用与景观格局变化的空间分异特征研究--以天津市蓟县地区为例

景观格局变化反映了区域生态功能与过程的变化,而景观格局变化的空间分异显示了景观过程及其驱动力的空间差异,有利于从空间上把握该区景观格局动态变化过程与特征。本文以天津市蓟县地区为例,在遥感和GIS技术支持下结合多年统计资料,分析研究区土地利用景观的时空动态变化过程与景观格局变化的空间分异特征。结果表明:景观格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势,形状更加复杂,多样性指数呈增加趋势,生态系统正朝着多样性、均匀化的方向发展;发生变化的土地利用类型以耕地转为林草地和建设用地为主。将研究区划分成3km网格,计算各网格内景观格局指数变化。景观格局动态变化的区域差异分析结果显示,中南部平原区破碎化程度加剧,而北部山区和自然保护区内人类活动干扰强度减弱。研究表明,地形、交通和人口空间分布是景观格局变化的主要原因,人口增加与经济发展是该区土地利用及景观变化的主要驱动力。     

石羊河下游民勤土地利用及景观格局动态分析

基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）平台,以石羊河下游民勤县1991和2011年遥感影像为基础数据源,分析了研究区20 a来各土地利用景观类型的变化特征,并从水土保持角度出发,利用斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、最大斑块所占景观面积的比例（LPI）、平均斑块面积（MPS）、香农多样性指数（SHDI）、香农均匀度指数（SHEI）及分离度（F_i）7种景观指数对沙漠、重盐碱地、植被和轻盐碱地的斑块变化进行分析评价。结果表明:（1）该区域以沙漠化景观为主,且20 a来盐碱地和植被均有所减少,沙漠化扩张;（2）1991—2011年期间,区域整体景观格局的景观破碎化程度减小,景观的异质化程度呈下降趋势,表明该区整体景观格局将有利于向水土保持方向发展。（3）各土地利用类型的景观格局动态分析都显示植被破碎化程度加剧,人类活动对区域植被的干扰程度较大。     

基于TM像元的湿地土地利用生态风险评价研究

为探讨人类活动对湿地土地利用生态风险的影响,以安徽省升金湖国家自然保护区为研究区,利用1986年、2002年、2011年TM遥感影像,将土地利用类型分为8类:建设用地、草地、耕地、林地、水域、未利用地、交通用地、园地,获取不同时期的土地利用变化信息,并结合社会经济等数据,以GIS为数据分析手段,通过多元线型回归及主成分分析,建立土地利用生态风险评价模型并将土地利用生态风险指数及社会经济因子予以像元化,分析升金湖湿地土地利用生态风险时空演变规律。结果表明:1986—2011年,升金湖地区耕地面积逐渐减少,建设用地和交通用地逐渐增加,受人类经济活动的影响,保护区土地利用生态风险不断上升,生态风险面积不断扩大,其中核心区和实验区变化剧烈,而缓冲区变化相对稳定。     

基于RS和GIS的乌江流域(重庆段)湿地景观动态分析

为了探究三峡库区的建立对乌江流域(重庆段)即重庆东南地区湿地环境产生的影响,以landsat-5 TM和landsat 8OLI遥感影像为主要数据源,基于eCognition和ArcGIS平台,采用面向对象分类的方法,建立重庆地区乌江流域1995、2005和2015年湿地景观数据库,利用景观动态变化度、景观破碎度及土地利用转移矩阵等方法,分析重庆地区乌江流域内湿地景观近20年的时空变化特征.结果表明:1)重庆地区乌江流域整体湿地景观面积近20年处于增长趋势,动态变化指数最高为水库,最低为水田;2)湿地景观转移以湿地景观内部转移为主,湿地景观与非湿地景观转移为辅,人工湿地增加比重高于天然湿地;3)研究区内景观破碎度呈现先增加后减少的趋势,说明该区域湿地环境先恶化后得到改善;4)1995、2005和2015年,天然湿地景观分维数均低于1.6,人工湿地均高于1.7,说明人工湿地景观格局比天然湿地复杂.天然湿地的稳定性指数远低于人工湿地,且接近于0,说明自然湿地内部空间结构更加脆弱.通过三峡工程及其他水利工程的建设,导致乌江流域(重庆段)湿地景观格局发生变化,对该地区的湿地环境总体改善起到明显的促进作用.随着三峡工程建设、库区蓄水,以及龙潭水利工程、江口电站等水利设施修建,乌江流域内湿地总体面积增加,人工湿地变化较天然湿地更为明显,但天然湿地相比人工湿地更易受外界干扰,应加强相对应的保护措施.研究为保护该地区湿地景观,建立乌江流域湿地生态系统动态监测体系,以及为武陵山区精准扶贫提供技术支持.     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

2007-2017年洞庭湖平原耕地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的] 研究洞庭湖平原耕地生态安全状况,并诊断其障碍因子,为区域耕地合理利用和耕地污染治理提供参考依据。[方法] 基于DPSIR模型构建洞庭湖平原耕地生态安全评价指标体系,从县域尺度,采用基于熵权的改进TOPSIS模型测度洞庭湖平原2007—2017年耕地生态安全指数,并采用障碍度模型诊断耕地生态安全状态的主要障碍因子。[结果] 2007—2017年洞庭湖平原整体耕地生态安全程度处于临界状态,整体安全指数在研究期内波动上升但增速缓慢;不同县（区、市）耕地生态系统安全变化特征不一;中低产田改良比例、秸秆还田比例、测土配方施肥比例、农药使用强度、地膜使用强度、化肥施用强度、农业自然灾害成灾比例等是制约耕地生态安全的主要障碍因子。[结论] 为改善洞庭湖平原耕地生态安全状况,应大力实施全域土地综合整治,加强农业面源污染治理。     

生态移民安置区土地利用景观格局的稳定性研究——以宁夏回族自治区红寺堡区为例

[目的]探讨2005,2010和2015年3个时期红寺堡生态移民安置区土地利用景观格局特征,根据景观格局指数分析景观格局稳定性的变化,为生态移民后续产业发展提供参考。[方法]通过构建土地利用景观格局稳定性评价模型,利用红寺堡区2005,2010和2015年3期数据,从景观类型组成、斑块特征和景观异质性3个方面分析景观格局稳定性,并对主因子进行探测。[结果]近10a来,红寺堡区土地利用景观格局发生了较大变化,主要景观间的转换较为频繁,且表现为单向转换的特征;整体的景观格局稳定性下降,草地和耕地是红寺堡区主要的景观类型,是调控土地利用格局稳定性的主要组成部分。地理探测结果表明,面积、面积比、斑块个数、斑块数比、斑块密度、平均值和标准差在3个时期都对景观稳定性有较大影响,而其他指标的变动较明显,波动较大,整体上对景观稳定性的影响较小。[结论]2005—2015年,红寺堡区土地利用景观格局稳定性变化明显,不同时期、不同阶段的土地利用景观格局的稳定性变化也不相同。     

快速城镇化地区景观生态风险变化评估——以上海市青浦区为例

[目的]研究区域生态风险的时空变化规律,为区域生态规划和生态建设提供技术支持。[方法]基于景观格局指数构建区域综合生态风险评价模型,并利用空间自相关分析方法,开展快速城镇化地区生态系统变化及其生态风险时空分异研究。[结果]2000—2013年上海市青浦区城镇和林地大面积增加,农田大面积减少,湿地保持稳定;研究区生态风险空间分布差异明显,青浦东部地区的生态风险高于西部地区,且东部风险扩张速度高于西部,城市化对生态风险的影响显著。[结论]区域生态风险具有显著的空间集聚特征,其生态风险值呈现显著的空间正相关关系。这些变化与生态系统变化及人类活动之间关系密切。     

沪灞国家生态文明先行示范区生态风险评价与管理

[目的]开展城市生态风险评价研究,揭示景观格局变化对城市生态风险空间变化的影响,以期为西部地区绿色城镇化与城市生态建设提供决策参考.[方法]选取西安市浐灞国家生态文明先行示范区为研究对象,以2004,2009,2014年的遥感数据为基础,开展生态景观格局变化分析,构建研究区生态风险指数,拟合区域生态风险变化,对研究区2014年生态风险和生态服务价值进行空间叠加和优化厘定,在分析生态风险的时空变化规律的同时给出研究区生态发展优化调控对策.[结果]区域景观由原来农田景观控制的绝对状态变成多类型控制的城市景观,区域景观风险指数上升了25％,但区域生态系统服务价值上升了5.5％.[结论]浐灞生态区成立10 a以来生态风险空间分布差异明显,但由于该区坚持生态立区策略,区内多建大型生态项目,虽然该区在短期内呈现出生态风险指数上升的问题,但随着项目完成建设,区域风险会回落到一个新的稳定状态,且区域生态系统服务价值上升,表明其生态策略有利于该区生态系统发展.     

洞庭湖区湿地景观变化分析

洞庭湖湿地是我国最重要湿地系统之一,具有多方面功能和价值,主要由河流、湖泊、水田、沼泽、滩地、库塘等几种类型组成。本文利用1980年、1990年、2000年3个时段的Landsat MSS和TM影像及GIS技术对洞庭湖区湿地景观变化进行研究。结果表明,洞庭湖区湿地总面积呈减少趋势,人工湿地面积有所增加,自然湿地面积减少,其中湖泊面积减少最多。这是人类和自然共同作用的结果,其中人类对湿地的改造是导致变化的主要原因,但洞庭湖的泥沙淤积是湖泊面积减少的根本原因。湿地景观的改变导致该区生态环境质量下降,生态功能退化。