岷江上游景观格局与土壤侵蚀变化——以杂古脑流域为例

[目的]探索不同景观格局对流域土壤侵蚀过程的影响及动态变化,为岷江上游的生态保护和恢复工作提供依据。[方法]应用景观生态学理论与通用土壤流失方程(USLE)分析岷江上游杂古脑流域1990年和2015年的景观格局变化与土壤侵蚀变化。[结果]杂谷脑流域景观类型动态主要表现为草地面积由70 125hm~2增加到82 568hm~2,林地和耕地面积少量增加,未利用的其他地类面积减少了12 542hm~2。该区域25a来植被覆盖度显著提高,土壤侵蚀程度显著下降;2015年中度侵蚀强度以上的土壤侵蚀发生面积均出现下降,极强度侵蚀活动的发生面积下降了36 102.69hm~2。[结论]25a间杂古脑流域以草地为主的植被恢复和景观格局变化,有效降低了该区域的土壤侵蚀强度,减少了水土流失。     

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。     

西藏尼洋河流域土地景观格局演变的生态风险分析

针对青藏高原流域生态景观格局的演变所引起的生态风险问题,选取青藏高原生态脆弱区的尼洋河流域为研究区域,以1980年、1995年、2010年、2020年4期土地利用数据为基础,根据景观生态学理论将尼洋河流域划分为814个生态风险评价单元,构建景观生态风险评价模型,对尼洋河流域景观生态风险的时空动态演变特征进行了评价和分析。结果表明：(1)尼洋河流域近40年来的6种土地利用类型面积皆发生了改变,其中水域和建设用地变化幅度最明显;(2) 1980—2020年流域内高生态风险区与中生态风险区面积增加,流域内总体景观生态风险呈增加的趋势,生态恶化的区域主要发生在尼洋河干流河谷区和高海拔区;尼洋河流域各期景观生态风险等级以尼洋河干流为轴线呈现对称式分布,跟随海拔高程的上升生态风险等级增加;(3)尼洋河流域景观生态风险空间分布呈逐年上升的正相关性,在空间上表现为集聚效应。综上,1980—2020年尼洋河流域生态风险总体呈上升的趋势,人类活动和气候变化是驱动生态恶化的重要因素。     

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。     

红门川流域土地利用景观动态演变及驱动力分析

为探讨首都圈水源保护区土地利用景观演变过程及其驱动因素,以密云县红门川流域为研究对象,运用景观生态学、马尔科夫模型等方法研究流域景观动态演变,结合灰色 GM(1,1)预测模型、主成分分析等方法从社会经济、自然条件与区域政策、人口3方面探讨了流域景观变化驱动力.结果表明:1990-2005年间,水域面积迅速减少和居民与工矿用地持续增加是流域景观格局变化的最明显特征;流域景观破碎度增加,不同景观类型斑块分布趋于聚集,斑块形状趋于复杂化;预测2020年流域水域面积较1990年减少67.5%,水域减少会加剧流域用水矛盾;2020年流域森林覆被率降至73.81%,但仍满足以水源涵养为目标的适宜森林覆盖率要求;降水减少是流域水域面积变化的主要原因;区域政策是林地结构发生变化的根本原因;而人口因素则是导致居民与工矿用地面积增加,未利用地、水域等向耕地转化的主要驱动力.研究结果可为该区域土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

川西亚高山区域的水源涵养功能变化趋势

[目的]揭示川西亚高山区水源涵养功能的变化趋势,为明确该区的水源涵养动态特征提供科学依据.[方法]以岷江上游的杂谷脑河流域为例,根据杂谷脑河流域出口处的历年降水、气温和水沙资料,应用水量平衡原理,研究该流域水源涵养能力的变化特征.[结果]①研究区径流量呈明显减少趋势,平均每年减少2.83 mm,即水源涵养量平均每年提升...     

伊洛河流域典型地段植被景观格局变化研究——以河南省洛宁县为例

对伊洛河流域典型地段植被景观格局变化定量分析研究结果表明 ,该区域森林覆盖面积有所增加 ,但景观破碎化程度严重 ,斑块数目猛增 ,斑块平均面积减小且各类型斑块形状日趋简单 ;但斑块空间分布趋于均匀 ,斑块分布状况也逐步集中化。     

玛纳斯河流域近14年多尺度粒度变化对土地利用景观格局的影响

以2000年、2014年玛纳斯河流域30 m空间分辨率的遥感影像为基础数据源,借助GIS和ENVI软件,制作玛纳斯河流域土地利用覆被图,选取景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨了玛纳斯河流域景观格局指数随粒度变化的基本规律,并分析了各景观格局指数间的相关性。结果表明:100~3 000 m粒度范围内,流域景观格局指数的“临界粒度”“粗粒化”现象明显,总体而言,在400~800 m,2 000~3 000 m分辨率下玛纳斯河流域的景观格局指数的“临界粒度”为400 m和2 000 m,适宜计算的粒度范围为400~2 000 m,所以在利用遥感影像对玛纳斯河流域景观进行分析研究时,需进行一定的粒度转换及注意粒度的影响。玛纳斯河流域景观形态具有分形特征,各类景观斑块的分维数对粒度变化的响应不同,分维数随粒度的增大呈逐渐下降趋势,表明景观类型边界趋于简单化。相关性分析定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,可为玛河流域景观格局变化研究提供参考。2000年、2014年间玛河流域景观多样性由复杂逐渐变为简单,多样性指数逐步减小。     

南水北调中线水源地长安河流域景观格局变化

存RS和GIS技术支持下,利用1994年和2003年遥感资料,运用生态学与景观生态学的基本原理,选取景观斑块数、多样性指数、优势度、均匀度、分维数、破碎度等反映景观空间格局的指数,从景观斑块特仟、景观多样性、景观破碎化方面对南水北调中线水源地长安河流域的景观格局变化进行了分析。结果表明,长安河流域从1994-2003年总的景观斑块数目有了明显的增加,从1994年的469块增加到2003年的1518块;长安河流域景观多样性整体较低,但从1994～2003年景观多样性指数增加了0．161;1994-2003年间长安河流域的景观破碎化指数呈增加趋势,在各个景观斑块类型中,人为影响林地、旱地、荒草地3种景观斑块类型的破碎化程度较高,且易受到人类活动的影响。     

旬河流域景观格局变化对泥沙输出的影响

为探究河流输沙量对景观格局变化的响应,以旬河流域为研究区,选取旬河上、中、下游12个典型流域,借助SWAT模型对各支流泥沙进行了模拟分析;在此基础上,通过1995年和2015年遥感影像解译及景观指数分析,探究流域内部景观格局变化及其与河流输沙量的关系。结果表明:SWAT在径流、泥沙模拟过程中,率定期和验证期的决定系数(R~2)均大于0.75,Nash-Sutteliffe系数(Ens)为0.74～0.85,模型的适用性良好。通过遥感影像解译,旬河流域土地利用类型主要以林地和农用地为主。受"退耕还林还草"和"植树造林"等植被恢复措施的影响,2015年流域景观的优势化程度比1995年显著加深,景观类型之间的连通性趋于优良,斑块分布更加集中,景观格局朝着单一化方向发展,导致河流输沙量显著降低。其中,景观水平上的景观分离度指数(DIVISION)和类型水平上水体的斑块密度指数(PD_5)对输沙量解释度最大。此外,相较于景观水平,以类型水平指数表征对输沙量的解释度,拟合效果优良。该研究可为旬河流域水土流失治理及减缓土壤侵蚀等方面提供一定的科学依据。     

辉发河流域景观格局与土壤侵蚀的关系研究

为分析景观格局对流域土壤侵蚀的影响,本文应用基于GIS的修订通用土壤流失方程(RUSLE),计算了吉林省中低山水蚀区辉发河流域的土壤侵蚀量。选择聚集度、Shannon多样性等6个景观指数,在RS、GIS和Fragstats软件平台下得到两个尺度的土地利用数据和二级土地利用类型的景观指数数据。以流域内29个子流域为样本,用SPSS软件计算侵蚀模数和景观指数的相关性。把29个子流域分为低强度侵蚀区和高强度侵蚀区,分别探讨景观格局对低、高强度侵蚀区土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)辉发河流域的土壤侵蚀主要为微度侵蚀和轻度侵蚀,占流域总面积的90.27%。流域平均侵蚀模数为13.89 t/hm~2·a.为轻度侵蚀,但远超过土壤容许流失量。(2)在各种植被类型区中,草地的侵蚀较为强烈,平均侵蚀模数为31.28 t/hm~2·a,高出流域平均侵蚀模数125%,侵蚀贡献水平达到1.74.成为辉发河流域土壤侵蚀的风险区。(3)6个景观指数与侵蚀模数间均存在显著的相关性,除斑块密度外,均与土壤侵蚀模数高度相关。其中聚集度与侵蚀模数的相关性最大,相关系数为—0.602,聚集度和侵蚀模数间有较强的非线性关系。(4)研究区低、高强度侵蚀区的景观格局对土壤侵蚀的影响不同,在低强度侵蚀区的影响更为显著。     

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.     

拉林河流域土地利用变化及其生态环境效应分析

拉林河为松花江的一级支流,发源于张广才岭山脉的老爷岭,流域内土地肥沃、人口密集,是国家重要的商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对拉林河流域1976-2015年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究,结果表明:随着流域人口的增加和经济的发展,流域内耕地面积和建设用地面积不断增加,林地、草地、水域、未利用地面积趋于减少;耕地是拉林河流域最主要的土地利用类型,林地、草地转为耕地是其最主要的土地利用转变类型;1976-2015年整个流域景观斑块数量呈现减少趋势,景观破碎度逐渐降低,集中分布的趋向性愈加明显。拉林河流域的土地利用变化导致了诸多环境问题,如土壤侵蚀加剧、水资源短缺、水质恶化、湿地面积萎缩、生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。     

花溪河流域景观格局变化与水土流失相关性研究

为了进一步分析景观格局与水土流失之间的关系,通过分析研究区2005~2015年景观格局和水土流失的变化情况,得出不同的景观格局类型具有不同的侵蚀模数,合理的景观格局有利于控制水土流失。结果表明:10年间建设用地斑块面积从7 094.47hm~2增加到16 613.28hm~2;10年间研究区的水土流失率先降低后增加,这与城市扩张具有紧密联系,特别是2010年贵州省贵安新区的建设,改变了花溪河流域的景观格局。园地斑块、森林斑块的生态功能、蓄水保土功能强,旱地易产生水土流失。     

1990—2019年澄碧河流域NDVI时空动态及驱动因素分析

为了解西南喀斯特流域的植被恢复状况及其驱动因子,以澄碧河流域为例,基于GEE平台和1990—2019年研究区Landsat遥感影像,采用Sen+Mann-Kendall趋势、偏相关等方法,分析了澄碧河流域归一化植被指数(NDVI)时空演变特征与驱动力。结果表明:1990—2019年澄碧河流域NDVI总体呈波动上升趋势,年平均增速为0.004 6,植被呈显著改善的区域占87.09%; 不同土地利用类型下,NDVI均值排序为常绿灌木地>常绿阔叶林>常绿针叶林>落叶阔叶林>旱地>草地>水田; NDVI随海拔上升呈先增加再缓慢下降再缓慢上升的趋势,随坡度的增加呈先缓慢上升再缓慢下降的趋势; 澄碧河流域88.88%区域NDVI与气温具有正相关关系,其中显著正相关占20.75%,与降水量变化相关性较小,仅有1.14%区域通过p<0.05显著性水平检验。总体而言,澄碧河流域植被得到显著改善,温度变化和人类活动一定程度上促进了流域植被的生长。     

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。     

京郊半城子水库流域土地利用及景观格局变化分析

运用遥感与地理信息系统技术,对半城子水库流域2000年和2005年的2期遥感影像数据进行解译判读,结合土地利用动态度模型和景观生态学数量方法分析了流域土地利用和景观格局的变化。结果表明:①2000-2005年间,流域土地利用类型发生了一定变化,但林地始终是流域主导土地利用类型;②研究期内,半城子水库流域土地利用年变化速度为1.30%,其中阔叶林是最稳定的土地利用类型,其他土地是最活跃的土地利用类型;③类型水平上格局指数显示针叶林斑块形状最复杂,混交林的异质性较高;④景观水平的格局指数显示,区域景观破碎化程度加剧,多样性增加,均匀度增强。     

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。     

霍林河流域中下游土地利用变化及生态安全响应

以GIS和RS技术为平台,选取1970年和2005年霍林河流域中下游的土地利用数据,从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。在此基础上,构建生态安全评价指数（ESI）研究霍林河流域景观生态安全的时空变化特征。研究表明:35 a间土地利用变化显著,导致景观生态安全指数的时空分异性较强,生态安全程度总体呈下降趋势,由于研究区特殊的生态环境,使该区域生态安全指数分布形态及其下降幅度存在较大的差异,较高的生态安全指数（ESI>0.7）主要分布于该区域的西北部,整体呈现由西北向东南下降的趋势。该文应用景观方法研究生态安全,揭示不同景观类型间的迁移转化特征,并进一步识别区域生态环境的变化趋势及其内在因素,对区域生态建设和资源开发具有指导意义。     

喀斯特流域水源涵养功能时空分异及其对景观格局的响应

针对喀斯特地区景观格局驱动水源涵养功能演变机制的相关研究较少,而水源涵养功能是岩溶石漠化治理等生态修复工程生态效益的关键指标之一,具有重要的研究意义。以地处西南喀斯特中心的野纪河流域为研究对象,基于InVEST模型、偏最小二乘模型(PLSR)、景观生态学理论等,探究野纪河流域2005—2020年水源涵养功能的时空分异特征及其与景观格局的耦合关系。结果表明：(1)野纪河流域景观类型以旱地、草地和灌木林等为主,各类型之间相互转化较为频繁,总体特征表现为旱地、灌木林和草地之间的转化以及建设用地对其余地类的挤占。(2)研究期间,旱地景观趋于破碎化,建设用地呈集聚性的扩张趋势,其他景观类型相对稳定。总体上,景观格局呈破碎化发展趋势,景观连通性呈小幅上升趋势。(3)研究区水源涵养量年际变化呈现持续增长趋势,在空间分布上呈现中部低、南北两侧高的态势。水源涵养深度由高到低排序为灌木林>有林地>疏林地>草地>旱地>建设用地>水田>湖泊>水库坑塘。(4)景观破碎化的增加及斑块质量的提高,可提升喀斯特流域水源涵养功能,但过高的景观破碎化程度可能导致水源涵养功能...