北京山区森林景观格局与环境关系的CCA研究

根据北京山区森林资源调查二类数据,在ArcGIS的支持下,采用网格样方的采样方法,进行典范对应分析(CCA),对北京山区的森林景观格局与环境因子关系进行了分析研究。结果表明,在北京山区,坡向、坡位和土壤厚度与森林景观类型的空间分布相关性较低,森林景观类型的空间格局更多地受到海拔和坡度的影响,海拔是控制森林景观类型空间分布的主要因素,其次是坡度;森林景观在总体上表现为人工林分布在低海拔地区,天然林分布在高海拔地区,这与景观类型在CCA排序图上的分布一致。     

胶东山区景观格局与环境因子关系研究--以山东省栖霞市为例

为揭示山区景观格局分布特征,在ARCGIS和CANOCO for Windows 4.5软件支持下,利用2003年和2010年山东省栖霞市土地利用景观类型图、DEM图和土壤图等数据,建立栖霞市地学数据库,采用CCA排序法,分析了在不同时间尺度下栖霞市土地利用类型与环境因子的关系。结果表明:(1)2003年和2010年CCA排序的前4个排序轴的累积景观环境解释量分别为98.8%和98.7%,而且呈现减小趋势;但从景观与环境的相关系数可以看出,2003年比2010年的相关系数大;两年的特征值总量分别为0.572和0.808。(2)环境因子对景观格局分布的贡献率随着时间变化而有所差异;而且2003年和2010年研究区土地利用格局变化不大,除未利用地外,其他6种土地利用类型空间差异不明显。(3)2003年和2010年土地景观格局和环境因子的关系呈现相似的规律性。对土地利用格局重要性影响比较大的因子主要为日照时数、坡度和海拔;日照时数较长、海拔较低、坡度较小的地区分布的主要是水域、建设用地,而未利用地和草地主要分布在日照时数较短、海拔较高、坡度较大的地区。通过景观格局与环境因子关系研究,揭示了栖霞市土地利用景观格局分布特征,可以为农业结构调整提供理论依据,为土地利用格局优化提供参考依据。     

基于GIS的黄土高原小流域植被格局与地形关系研究——以固原上黄试区为例

以黄土高原上黄试区小流域为例,应用GIS空间分析技术和环境梯度分析方法,选取海拔、坡度、坡向、地形位4个地形因子,将植被景观分布图与各地形因子梯度图叠合,采用无量纲分布指数定量分析植被景观在各地形因子梯度上的分布特征,研究植被格局与地形之间的关系,为上黄试区的植被保护与恢复、生态管理与建设提供科学依据.结果表明:(1)上黄试区植被格局与地形之间关系密切,海拔对植被格局的影响最大,相关系数为-0.51;地形位和坡度次之,相关系数为-0.18和-0.13;坡向的作用最小,相关系数为-0.02.(2)植被景观在地形梯度上的分布格局呈现一定规律性,灌丛类主要在高海拔(1 678～1 822 m)、中等坡度(8°～25°)区间分布;天然草地主要在中等偏低海拔(1 582～1 678 m)、中等偏陡(15°～35°)区间分布;人工草地主要在中等偏高海拔(1 630～1 774 m)、陡坡(＞25°)区间分布;耕地和果园则主要在低海拔(＜1 630 m)、平缓坡(0～8°)区间分布.     

西鄂尔多斯高原植被与环境间的关系研究

 鄂尔多斯高原是一个极端受损的生态系统,为避免其再度恶化,需采取紧迫措施。利用典型对应分析(CCA)方法,在地理信息系统(GIS)的支持下,以乌海市为例,用景观指数对植被分布与环境因子之间的关系进行研究。结果表明,乌海市植被分布与环境因子有着极其紧密的联系,地貌、土壤这类环境因子对植被分布的影响要大于海拔、坡度这类大尺度的环境因素;因此,用GIS结合CCA对植被与环境关系的研究是有效的,对采取更有效的措施保护生态系统有所帮助。     

县域尺度不同地貌类型景观空间格局分析——以湖南省醴陵市为例

地貌是影响景观空间格局的自然要素之一,本研究应用GIS软件,以湖南省醴陵市为例,分析了县域尺度不同地貌类型下景观格局的空间特征.结果表明:(1)地貌类型深刻影响景观格局的空间分布,同一景观类型在不同地貌区中的空间格局存在差异,总体表现为林地和水田占主导地位的景观格局.(2)随着地势的升高,林地景观优势愈加明显,其他景观类型的分布比例逐渐减少,景观多样性降低.(3)平原、低山区景观的空间异质化程度较高,破碎程度深;在海拔较高的山区,土地利用景观类型相对简单、优势度高,生态系统稳定.     

基于“源—汇”原理的森林空间格局变化研究——以福建省为例

[目的] 借助“源—汇”景观原理,明晰区域性的森林覆盖时空变化特征所蕴含的内在机制,为森林资源保护提供决策依据。[方法] 利用福建省2010和2020年的土地利用/覆盖变化(LUCC)、数字高程模型(DEM)和道路交通数据集,将对森林丧失起到促进或阻止/延缓作用的景观分别视为“源”景观和“汇”景观,综合高程、坡度和距离3个景观空间要素计算得到综合景观空间负荷对比指数(LCI''),从省、市2种尺度对福建省森林丧失空间格局变化进行系统分析。[结果] 省域尺度下,2010和2020年LCI''分别为0.117和0.152,“源”景观对森林丧失贡献较大,且景观空间要素的作用表现为：距离＞坡度＞高程;市域尺度下的LCI''计算结果存在差异,南平、三明、龙岩,LCI''相对较小(＜0),福州、莆田、厦门、泉州、漳州地区的LCI''较大(＞0);与2010年相比,2020年福建省各市LCI''均有小幅上升,其中福州市增长幅度最大(0.070),相对其他城市的森林丧失变化情况更为剧烈。[结论] 近10 a来,福建省各区域存在不同程度的森林丧失,LCI''能够将景观格局与过程相结合,在一定程度上有效地反映2010—2020年福建省森林空间格局变化情况。     

土地利用与地形因子关系研究——以砖窑沟流域为例

以黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为例,依据2003年和2008年两期土地利用现状图,采用地理信息系统(GIS)软件和统计分析(SPSS)软件,进行了基于10m×10m栅格单元的土地利用与地形因子关系的研究,探讨了土地利用格局的演变及其驱动力。结果表明:基于栅格的土地利用类型与坡度、坡向和海拔关系的综合分析是从数量上准确剖析土地利用空间分布特征及其演化规律的有效方法;砖窑沟流域的海拔、坡度、坡向的平均值分别为1069m、19.24°和279°(西坡);采用各种土地利用类型的sin(坡向)和cos(坡向)平均值绘制坡向分布图,可直观地显示各种土地利用类型坡向分布特征。分析表明,农田和宜林荒山共占流域总面积的80%左右,二者的分布和变化控制着整个流域土地利用的地形分布格局。农田主要以坡地和梯田的形式分布于坡上、峁顶和梁顶,坡度较低,而海拔较高,与坡度呈显著负相关,与海拔呈显著正相关;而宜林荒山往往分布于坡度较大而海拔较低的位置,与坡度呈显著正相关,而与海拔呈显著负相关。研究结果反映了黄土丘陵沟壑区土地利用的地形地貌特征。生态建设项目的实施可在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化。     

海峡西岸经济区景观格局特征研究

运用景观生态学的空间格局指数法,结合遥感和GIS技术,研究了海峡西岸经济区(海西区)2008年生态系统组成、景观格局特征以及与环境因子的关系。研究结果表明:(1)海西区主要由森林、草地、农田、水域、城镇和荒地构成,各景观类型高程分布差异显著。(2)森林是海西区的优势景观类型,呈规模化集中分布,草地和农田是海西区重要景观类型,斑块数量最多,分布零散;城镇和荒地的结构特征最差,表明其稳定性差,受人为干扰强烈。(3)水域的景观特征处于中间水平,斑块类型差异显著,但景观整体稳定性较强。(4)降水量、气温等自然因素是影响海西区景观格局的主要因素,人口密度和GDP等人为因素影响相对较弱。     

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。     

滇东南喀斯特典型地区石漠化的空间变化

[目的]分析石漠化变化趋势及发展规律,为决策部门合理规划和综合防治石漠化提供科学依据。[方法]选取位于滇东南文山州境内的盘龙河流域作为研究区,利用RS,GIS等相关软件,解译出1990,2002和2009年盘龙河流域石漠化强度图,利用叠加分析法对海拔、坡度、坡向一系列地形因子的石漠化空间分布变化进行了分析。[结果]从1990—2002—2009年盘龙河流域石漠化现象总体呈现出加重趋势,石漠化分布在空间格局上存在明显差异。[结论]研究区景观格局变化和空间分布明显受地形因子的影响,不同的地形因子对石漠化空间分布有不同的影响。     

巴中市丘陵山区土地利用在地形梯度上的分布特征

以巴中市2007年TM影像和1∶25万等高线为数据源,利用GIS空间分析功能,建立了巴中市土地利用数据库并生成了高程、坡度和地形位指数图。然后将高程梯度、坡度梯度和地形位梯度分别与土地利用景观数据进行分级叠加分析,并引入无量纲分布指数,探讨不同地形梯度下不同土地利用景观类型的分布特征。结果表明,林地主要分布在较高等级海拔,坡度较大,地形位较高的地形条件下;耕地和城乡居民用地受气候条件和水域分布的影响,多分布在低海拔,坡度平缓,地形位较低的地形条件下;未利用地中水域占绝大多数比例,其分布指数随着地形位指数、坡度等级、高程等级的增加逐渐趋近于0。草地对地形条件的选择性较强,主要分布在中等级高程、坡度和地形位的地形环境中。通过比较分析,可以看出综合了高程和坡度双重属性的地形位指数能更真实地反映不同土地利用景观类型空间特征及分布趋势。     

乌江流域土地利用变化的自然因子

自然因素是引起典型山地流域土地利用变化的主要原因,乌江流域作为典型山地流域,明确各自然因子在乌江流域土地利用类型转变中的贡献率,找到关键性驱动因子,从而为合理调整土地利用布局提供借鉴作用。以乌江流域为研究对象,基于时空性和整体性,采用2000年、2010年和2020年三期土地利用数据,综合各自然要素,利用增强回归树模型来分析土地利用变化的自然因子。结果表明:(1)2000—2020年乌江流域土地利用类型变化表现在,林地、灌木地、水体和人造地表面积比重明显增加,耕地、湿地面积显著减少,草地面积变化呈稳定趋势。(2)2000年和2020年对比发现乌江流域中部水体面积扩大,北部林地面积有所增加,东部耕地面积大幅度缩减。草地和灌木地空间变化不明显,呈嵌入式分布。人造地表以东南、西南、东北和西北部增加最为明显。(3)从贡献率方面考虑,降水对草地变化的贡献率最大,坡度对耕地的影响最大,植被类型对林地影响最大,影响湿地最大的自然驱动因子是坡度,气温是制约灌木地发展的最大自然因子,土壤类型对水体变化的贡献率最大,坡度是人造地表变化最大的自然驱动因子。草地变化的特征因子主要是降水、植被类型和气温; 耕地变化特征因子分别是坡度、高程和气温; 林地变化的特征因子是植被类型、高程和气温; 湿地变化的特征因子是坡度; 灌木地变化的特征因子是气温、土壤类型和植被类型; 水体变化的特征因子是土壤类型和植被类型; 人造地表变化的特征因子是坡度和植被类型。     

典型流域土壤侵蚀演变的高程、坡度空间差异比较

三峡库区腹地作为生态环境脆弱和土壤侵蚀敏感地区,其土壤侵蚀研究对库区生态建设具有重要意义。选取大宁河和梅溪河流域,借助GIS和RS技术,以1988,2000,2010,2015年遥感影像为数据源,结合实地调查,提取土壤侵蚀数据,通过土壤侵蚀强度综合指数、景观格局指数等研究方法,分析其不同高程、坡度带土壤侵蚀演变空间差异,探究土壤侵蚀防控的措施。结果表明:(1)从土壤侵蚀严重程度来看,2个流域最严重土壤侵蚀带及其演变趋势均具有较大的差异性。大宁河流域1 000~1 200m范围内的25°~35°坡度带最为严重,梅溪河流域则以800~1 000m范围内的25°~35°坡度带最为严重;(2)从土壤侵蚀演变程度来看,两流域土壤侵蚀演变程度快慢存在一定的差异性。大宁河流域以2 000 m高程带和35°坡度带演变最明显,200m和5°坡度带最不明显;梅溪河流域则以1 000~1 200m高程带和25°~35°坡度带演变速度最快,200m和5°坡度带最不明显;(3)从土壤侵蚀景观格局演变特征来看,在800~1 200m高程带和25°~35°坡度带,大宁河流域土壤侵蚀剧烈程度可能性大于梅溪河流域。以上研究结果,为后续对两流域800~1 200m高程带不同坡度、25°~35°坡度带不同高程的土壤侵蚀空间分布规律以及主控自然因子与土壤侵蚀的相互关系等科学问题的研究奠定了基础。     

城镇与旅游发展背景下的溪流景观影响因子研究

溪流景观是最具价值的风景和旅游资源类型之一。通过对浙江楠溪江国家风景名胜区中游核心区溪流景观保育问题的考察,对溪流景观的主要影响因子进行了系统化的分析和评价,并在协调城镇发展、旅游开发和河流整治三者之间关系的基础上,提出了针对风景区内溪流景观的综合保育措施。     

延河流域典型治理阶段的土壤保持功能时空变化及驱动因素分析

[目的]探究黄土高原所进行的退耕还林(草)及治沟造地等典型治理工程的生态系统水土保持功能时空变化及其驱动因素,对于黄土高原进一步发展具有重要指导作用。[方法]通过构建延河流域InVEST生态服务功能模型和地理探测器的方法,在验证的基础上,研究了典型治理阶段流域的生态系统土壤保持功能。[结果](1)在时间变化上,与退耕还林前(1990—2000)相比,退耕还林期(2000—2010)和退耕还林+治沟造地期(2010—2017)的多年平均土壤保持量分别增加了32.29%,55.61%,年均增加4.92×10⁶ t;(2)在空间分布上,林草地和治沟造地的面积增加区域与土壤保持量增加区域具有一致性,治沟造地工程使得延河流域耕地整体的土壤保持能力提高,单位造地面积的土壤保持量增加7 t/hm²。土壤保持量随坡度、高程的增加呈现先增加后减少的趋势,在海拔1 200～1 500 m,坡度15°～25°范围内土壤保持总量占年总土壤保持量比例较高。[结论]土地利用类型的变化是影响土壤保持空间分布格局的主要驱动因子。延河流域土壤保持功能时空变化的驱动因素分析为黄...     

玛纳斯河流域景观格局变化与地形控制分析

以1990年、2000年、2005年、2010年四个时期的土地利用覆盖数据,玛河流域DEM为基础数据来源,在ArcGIS软件和Fragstats 3.4的支持下,采用景观单元类型转移矩阵、主要景观演化类型的地形梯度分析和空间数据叠加等方法分析了玛纳斯河流域的景观格局现状和演变特征,以及这种变化的影响因素。研究结果表明:玛纳斯河流域1990—2010年土地利用类型变化显著,荒漠、草地、水域以及林地面积都出现了不同程度的减少,耕地面积不断增加;玛纳斯河流域斑块形状总体趋向规则与简单的发展趋势;景观单元演变的地形梯度特征显著,表现为在各高程梯度、坡向梯度以及坡度梯度分布存在明显的地域分异规律,尤其与高程和坡度因子密切相关。说明玛纳斯河流域在经济快速发展的同时土地利用越来越丰富,规模和强度也在增大,但影响了景观稳定性和抗干扰性能。     

湖南森林景观格局演变及影响因子分析——以湖南金童山国家级自然保护区金童山片区为例

为森林景观格局影响因子的探索和研究提供新视角,以湖南金童山国家级自然保护区金童山片区为研究区域,以ENVI,ArcGIS为软件平台,运用地理探测器计算森林景观格局影响因子权重,对2005—2015年森林景观格局演变进行了分析。结果表明:(1)研究区以常绿阔叶林、落叶阔叶林为景观基质; 2005—2009年景观类型动态变化较为频繁,景观类型转移面积总量为4 116.95 hm²,而转移随着一系列政策措施的开展,2009—2015年动态变化强度减缓;(2)从影响因素上看,自然地理因素中的高程因子是影响区域整体景观格局形成的主要因素,面积最大的常绿阔叶林和落叶阔叶林受高程影响最大,人为因素中村民生活干扰和林区干道因子对耕地的分布影响明显;(3)从景观演替方式来看,常绿阔叶林、落叶阔叶林面积转移以自然演替为主; 常绿落叶阔叶林因人为影响与其他景观类型发生相互转换; 竹林因其生长特点强势侵入其他景观类型; 自然演替与人为影响的双重作用导致灌木林地与牧草地、耕地间发生景观类型转变。因此,森林景观格局的形成和演变是各影响因子对各景观类型综合作用的结果,影响因子类型和权重大小与景观类型转移的方向和数量明显相关。     

Multiple‐scale soil moisture distribution and its implications for ecosystem restoration in an arid river valley,China

The spatial distribution of soil moisture and its multiple‐scale correlations to other environmental factors were examined along the Upper Minjiang River valley, China, a landscape subject to severe land degradation of soil and water erosion but also under investigation for potential ecosystem restoration. Results showed that: (1) Soil moisture was highest in the headwaters, and lowest in the arid valley, while moderate values characterized outside the arid valley. The polynomial model of soil moisture distribution on slopes was concave in the lightly disturbed headwaters, convex in the highly damaged arid valley, while convex on south facing slopes and concave on north facing slopes in highly damaged areas in better environmental condition. (2) Soil moisture was correlated with environmental factors at different scales, where elevation and air humidity were only correlated at the sample plot scale, light intensity and wind speed were found to be significant at both slope and site scales and slope and sample plot scales; while slope angle was correlated at all the three scales. From this we conclude that it is possible to improve soil moisture conditions in the arid valley by lowering slope angle and adding low‐cost irrigation systems. (3) The practical threshold of soil moisture for growing meadows, shrubs, and forests were 11ċ800 per cent, 3ċ925 per cent, and 16ċ078 per cent respectively; the arid valley displayed soil‐moisture conditions unfavourable to forest growth. The planned reforestation project is not ecologically reasonable. Reducing human disturbance and revegetating with natural shrubs and meadows may produce more effective results. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.