基于3S技术的鄂尔多斯市东胜区土地利用景观格局变化分析

本文基于3S技术,采用景观生态学方法对东胜区2000年-2010年土地利用景观格局变化进行分析结果表明,研究区城镇工矿用地、林地面积持续增长,耕地、沙地和其它未利用地面积持续减少,草地和水域面积2000年-2005年增加、2005年-2010年减少,其中城镇工矿用地、林地面积增加和沙地面积减少变化显著。景观指数变化特征是:斑块数量(NP)和斑块密度增(PD)加、平均斑块面积(AREA-MN)减少,破碎度指数(CI)持续增高,景观格局逐年破碎化;香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)增加,景观异质性提高;平均形状指数(SHAPE-MN)增加,斑块的形状由复杂趋于简单,环境资源斑块逐渐减少,引入性斑块将增加。景观类型转移主要特征是:①耕地转向草地、城镇建设用地和林地,转移面积分别是3 806.6hm2、3 679.1hm2和2 109.8hm2;②草地转向林地、城镇建设用地、耕地和未利用地,转移面积分别是3 456.9hm2、3 136.4hm2、2 552.8hm2和1 374.6hm2;③沙地和其他未利用地转向草地,转移面积分别是2 882.9hm2和3 327.3hm2;④还有638.3hm2水域转移成未利用地,1 064.5hm2林地转移成草地。     

景电灌区土地利用景观格局变化研究

在GIS、RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS支持下,采用多样性、优势度和均匀度等景观格局指数,分析景电灌区1987、1991、1999年和2003年土地利用景观格局变化。结果表明：土地利用类型总的变化趋势为草地、戈壁、沙地和盐碱地呈减少趋势;耕地、林地、居民点呈增加趋势,耕地的大幅度增加使得景电灌区的景观基质由1987年的戈壁和草地变为2003年的戈壁和耕地。耕地、戈壁、草地和沙地土地类型的平均斑块面积较大,林地、盐碱地和居民点等类型的平均斑块面积较小。随着人类对灌区的开发、建设和利用,景观优势度减少,景观多样性和景观均匀度有所增加。总体上各指数都与人为活动有很强的相关关系。     

基于RS和GIS技术的京郊西北地区土地利用变化的景观过程响应

应用遥感与地理信息系统技术,对3期TM影像(19891、996、2005)进行解译判读,获取北京西北地区的土地利用数据.同时应用土地利用时空演变模型、土地利用动态度模型和景观生态学方法,从景观格局的角度定量分析1989—2005年间区域景观过程对土地利用变化的响应.结果表明:近16年来耕地、沙荒地和未利用地的面积明显减少,而城市及建筑用地和林地的面积在连续增加;各景观组分间的转移过程频繁,其中耕地斑块向城市及建筑用地斑块的转移数量最大,沙荒地向林地的转变最为明显;1989—1996年间的综合土地利用动态变化率较1996—2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域;各景观类型的平均斑块形状趋于简单,景观多样性、均匀度指数和破碎度指数呈现增加趋势,而优势度指数在逐渐减小;城市及建筑用地的不断扩张,林地景观平均斑块面积持续减小,并呈现破碎化,是土地利用变化的景观生态过程响应.要实现区域土地资源的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,须注重土地利用格局优化,维护景观生态过程与格局的连续性.     

1986—2015年滇西北地区土地利用类型时空动态研究

基于1986年、1995年、2005年3期土地利用数据和2015年的Landsat 8 OLI数据,利用土地利用类型结构变化、分形理论和景观格局指数,分析滇西北地区30 a来土地利用类型的时空变化特征。结果表明:1986—2015年研究区土地利用均是林地占绝对优势,其比例均在64%以上,城乡工矿用地面积最小,面积比例均不足1%,水域除外,其他土地利用类型动态度均呈上升趋势,城乡工矿用地变化最大;土地利用类型转换主要存在于林地—草地—耕地三者之间,2005—2015年间,三者间转换面积达到最大;各土地利用类型分形特征表现为林地、草地、城乡居住工矿用地和未利用土地的斑块形状趋于稳定,而耕地和水域趋于活跃状态;研究区各土地利用类型变化较复杂,景观总体破碎化加剧,连通度增强。     

基于RS和GIS的城乡结合部景观格局动态演变分析——以济南市历城区为例

综合运用RS、GIS及景观生态学的理论和方法,对济南市历城区1993年TM、2001年ETM、2009年TM遥感影像进行分类,分析了研究区在类型和景观2个水平上的景观格局及其动态变化。结果表明:16年间,研究区的景观格局变化显著。①从斑块类型水平上看,耕地、林地和草地的面积不断减少,其中耕地面积减少最多,由1993年的488.15 km2减少到2009年的324.37 km2,减少了33.56%,斑块数目增多,破碎化程度增加,连接性降低;建设用地空间格局呈现扩展趋势,面积显著增加,增幅达147.05%,斑块结合度指数增大,连接性增强。②从景观总体水平上看,斑块个数、蔓延度指数、周长-面积分维数都呈下降的趋势,斑块形状趋于简单,香农多样性指数、香农均匀度指数、分离度指数都呈上升的趋势,景观异质化趋势上升。说明随着社会经济的迅猛发展,人类对景观空间格局的影响程度将不断加深。     

漳浦县沿海防护林工程建设下的景观格局变化

以不同时期的遥感影像为数据源,对漳浦县沿海防护林工程建设下不同时期的土地利用景观格局进行了分析.结果表明：1988—2008年,斑块数目、斑块密度、最大斑块指数、边界密度和连通度增加,分离度、香农多样性指数、香农均匀度指数降低,说明景观破碎化程度提高、多样性减少.其中,沙地的斑块数目和斑块密度增大,最大斑块指数、边界密度和平均斑块面积减少;居民地和林地的各种景观指数中除了平均斑块面积外均有增加;耕地的斑块数目、斑块密度和边界密度增加,最大斑块指数和平均斑块面积减少,其主要原因是植树造林、退耕还林等措施导致沙地、耕地等面积减少.因此,沿海防护林工程的建设促进了漳浦县景观格局的优化,效益显著.     

快速城市化地区的土地利用与景观格局演变特征分析——以杭州市区为例

以快速城市化地区杭州市区为例,基于Erdas8.7、Arcgis9.0及Fragstats3.3等软件平台,对1991、1996、2002、2005年遥感影像进行解译,应用景观生态学及其他定量分析方法,探讨了近15年来研究区的土地利用和景观格局变化特征,结果表明：①土地利用结构发生了显著变化,耕地面积明显下降,建设用地显著上升,由1991年的5.83%上升至2005年21.81%;②土地利用信息熵呈上升趋势,与城市化率呈显著的相关关系,决定系数达0.9,反映了在快速城市化过程中土地利用向熵增加的无序度变化发展;③景观格局特征变化显著,整体上景观斑块数量、多样性及景观破碎度呈上升变化趋势,优势度呈下降趋势,分维数分析表明,农业景观、林地景观和水体景观呈上升趋势,说明该类景观的斑块形状由简单变得趋于复杂,而建设景观分维数呈先上升后下降趋势。     

长江沿岸芜湖区段景观格局演变及生态系统服务价值分析

以芜湖区段1995-2016年遥感影像为数据源,运用景观指数、动态度模型、景观转移矩阵和生态系统服务价值（ESV）评价模型等方法研究其景观格局和ESV动态变化,定量分析景观格局演变特征及其对ESV的影响,以期为芜湖区段景观格局优化和长江沿岸生态环境保护提供一定依据。结果表明:1）20多a间,研究区景观破碎度和异质性增强,趋于均匀分布。2）耕地和林地面积显著减少,耕地斑块数增多,趋于破碎化;建设用地面积不断增加,最大斑块指数和斑块结合度指数呈增加趋势,趋于集中连片分布;湿地面积先减少后增加,优势度和连通性趋于减弱。3）耕地、林地和建设用地的动态度较明显,耕地减少部分主要流向建设用地,达48 414 hm²,占耕地变化量的55.53%。4）研究期内总ESV呈持续下降趋势,减少了10.87%,生态功能衰减。生态服务功能主要为废物处理、水源涵养、气候调节、土壤保持和生物多样性保护。耕地对维持芜湖区段ESV起比较稳定的作用,而林地和湿地起主导作用。研究认为,必须重视对林地和湿地的保护,加强对自然山体林地的保护与修复和以长江为主的湿地生态保护,对提高芜湖区段生态系统服务功能和保护长江生态环境起着重要作用。     

长岭县土地利用景观格局变化研究

以吉林省长岭县为研究区,综合运用遥感影像和其他相关资料得到研究区1995和2000年的土地利用数据;借助地理信息系统的空间分析功能,获得多时期的土地利用变化信息,进行景观格局变化研究。结果表明,1995～2000年,土地利用格局变化趋势是林地增加,耕地、草地、未利用地面积减少,水域和居民点用地基本稳定;土地利用斑块数目增加,分维数总体变化幅度不大,景观多样性呈上升趋势,景观破碎度增加。由此表明,人类活动对研究区土地利用格局影响程度不断加深。     

基于GIS的县域土地利用景观格局演化研究——以大安市为例

为了探究区域土地利用变化的内在机制,立足县域尺度,以吉林省西部大安市为例,在GIS的支持下,以遥感解译数据为基础,选用土地利用变化和景观生态学的相关指数,对研究区的土地利用/覆被变化和景观格局演化进行研究分析。结果表明,大安市10年来,耕地、草地、林地平均斑块面积减小,林地、草地破碎化趋势明显。研究区景观多样性指数降低,相应的优势度指数提高,土地利用方式的多样化和合理性降低,景观面积向少数几种类型集中的趋势明显。     

扎龙湿地土地利用变化及驱动力分析

基于1995年、2000年和2004年3期LandsatTM遥感影像数据,运用RS、GIS及景观生态学方法,对研究区土地利用与景观格局动态变化进行分析,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,研究结果表明:沼泽向草地转化的趋势较明显,沼泽地不断退化为草地,草地再进一步退化为盐碱地,说明湿地缺水及沼泽地的退化问题比较严重.研究时段内耕地、沼泽和草地的斑块数、斑块密度、边界密度和形状指数均呈现持续增长的趋势.前一时段(1995-2000年),景观多样性和景观均匀度指数减小,景观优势度增大;后一时段(2000-2004年),变化趋势呈相反态势,作为研究区的基质景观,沼泽地面积不断减少,导致景观的破碎化程度进一步加剧,土地利用趋于多样化和均匀化,景观格局趋向复杂化.     

退耕还林对喀斯特地区土地利用景观格局影响的定量化评价

近十几年来,退耕还林(草)工程的实施改变了贵州省普定县喀斯特地区土地利用/覆被空间格局,有效地改善了该区域的生态环境质量。在遥感和地理信息系统技术的支持下,基于主成分分析方法,以1999、2003和2009年TM遥感影像数据为主要数据源,定量分析和评价退耕还林(草)工程对土地利用及景观格局特征的影响。结果表明:1)1999—2009年间,退耕还林(草)工程实施后,普定县土地利用景观格局变化呈现出土地利用面积的动态变化、景观异质性和景观结构与形状变化的特征,其中土地利用面积动态变化与景观异质性改变为整个研究区景观格局变化的主导因子。2)从面积变化上看,研究区大量耕地、裸地转化为林地、草地和建设用地,其中林地、草地和建设用地面积呈现快速增长的特征,面积分别增加了53%、50%和140%,同时耕地面积减少了133.32 km2,减少幅度明显。3)从结构与形状指数上看,区域景观斑块总数量呈上升趋势,平均斑块面积有所下降,生态系统格局呈现破碎化加剧的趋势。4)从景观异质性上看,优势组分更加多样化,景观异质性程度逐渐上升,生态景观整体趋于规整,其中林地、草地和建设用地空间更加集聚化,但耕地和裸地分布分散化,破碎度有所上升。研究结果有助于指导退化喀斯特生态系统的恢复与重建。      

干热河谷区土地利用/覆被和景观格局变化分析——以得荣县为例

利用1993、2000和2009年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arcin-fo以及Fragstats(栅格版),分析了干热河谷区得荣县1993-2009年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明:研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度呈现先升高后降低的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构先趋于破碎后逐步聚合,景观异质性先提高后下降,但总体上来看土地向着多样化和均匀化方向发展。     

喀斯特地区公路沿线土地利用的变化

为探讨公路建设对生态系统的影响,根据绥阳县2000年、2005年和2010年的ETM/SPOT影像解译的土地利用数据,运用mapgis软件和景观生态学方法,研究了绥阳县207省道沿线土地利用变化和景观格局变化。研究表明:1)研究区建设用地面积增加迅速,林地、耕地面积增加,水域、荒草地面积大量减少;2)公路沿线的土地利用转化主要表现为由荒草地向林地和耕地转变,林地和耕地向建设用地转变;3)林地、耕地、建设用地的景观破碎化度和分维度降低,水域、荒草地的景观破碎化度和分维度上升,林地、耕地、建设用地的优势度增加,水域、荒草地的优势度减少;4)对公路沿线轴向上的土地利用变化影响比较突出,呈现明显的衰减率。     

河南省土地利用景观格局变化研究

基于2000、2005、2012年的土地利用数据和景观格局指数,对河南省7种主要土地利用类型的演变情况和景观空间格局变化进行分析,探索河南省近期的景观空间格局演变规律及其成因.结果表明,2000-2005年、2005-2012年在河南省土地利用各类型中耕地(旱地和水田)面积始终最大,未利用土地面积始终最小;耕地(水田和旱地)、草地和林地面积总体呈减少趋势,水域、建设用地、未利用土地面积总体呈增加趋势,其中耕地中的旱地面积减少最多,建设用地面积增加最多;景观水平指数中斑块数量、斑块密度、平均分维数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈增大趋势,而平均斑块面积呈减少趋势,土地破碎化加剧,斑块形状变得不规则,景观空间连接性下降,景观要素空间分布不均衡.总体而言,河南省土地受城市化发展影响较大,在以后的经济战略制定时要注意把握人与自然的协调,做好城市化对耕地影响的度量.     

基于土地利用变化的沂河流域景观格局与径流关系的分析

为探究流域径流量和景观格局变化的关系,基于沂河流域土地利用数据和实测径流资料,运用景观格局指数分析方法和统计分析方法在景观水平和斑块类型水平方面分析流域土地利用景观格局变化与径流量的相关关系。结果表明:1)1961—2015年,流域年径流量相比于年降水量其波动幅度及下降趋势更显著,这说明流域年径流变化除受到降水因素影响外,还受到土地利用变化等人类活动的影响。2)1975—2015年,流域土地利用类型以耕地为主,其次林地、建设用地和草地所占比例较大,再次是水域,而未利用地面积最少;土地利用变化主要表现为耕地和草地迅速减少,建设用地和林地快速增加,水域和未利用地有不同程度的增加;流域景观格局破碎化程度增大、斑块形状趋于复杂、连通性趋于减弱、景观异质性增高。3)在斑块类型水平上,径流量与斑块数量(NP)和斑块密度(PD)相关性较小,随着斑块破碎化程度的增加有先减少后增大的微弱趋势;径流量与斑块结合度指数(COHESION)相关性也较小,与最大斑块指数(LPI)有较强的相关性,随着斑块连通程度、景观优势种丰度的增加呈现先增加后减小的趋势。在景观水平上,径流量与多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)显著相关,与景观分离度指数(DIVISION)的相关不显著,随景观类型多样性、斑块形状复杂度、斑块聚集度、景观分割度的增加呈现先增加后减小的趋势。     

天宝岩自然保护区森林景观格局演变

以研究区1996、2005年的SPOT卫星影像为原始数据,运用3S技术进行数据处理和信息提取分析,采用景观格局指数分析方法,分析了福建省永安市天宝岩国家级自然保护区的森林景观结构变化。结果表明,从1996-2005年,整体景观斑块平均面积减少了73 690.2 m2,平均斑块周长减少了223.3 m,而各景观组分斑块总周长明显增加。珍贵针叶树种形状指数增加了0.41,破碎度增加了0.051。景观多样性、均匀度指数降低,优势度指数增加。对研究区和相关地区的自然地理、社会经济等研究表明,地形、地貌、土壤和旅游开发等是森林景观变化的关键性驱动力。     

1990—2020年于桥水库流域景观格局时空演变及驱动力

景观格局时空演变是土地利用变化最直观的表现形式,剖析流域景观格局变化及其驱动力,对流域土地利用管理及水质保护具有重要意义。以于桥水库流域1990、2000、2010年和2020年4期土地利用数据为基础,采用半变异函数法和移动窗口法分析土地利用时空变化及其景观破碎度、斑块形状和多样性变化,并使用灰色关联法分析变化的驱动因素。结果表明,1990—2020年,于桥水库流域内城镇建设用地、农村居民点和林地的面积分别增加了588.89%、24.19%和0.83%,耕地、草地和水域面积分别减少了15.14%、5.96%和3.13%。1990—2010年,城镇建设用地大幅增长,耕地、草地等大幅减少。2010—2020年,城镇建设用地的增长速率放缓,林地开始增加。30年间,整体景观水平上,流域景观破碎度和多样性增加,景观斑块形状趋于复杂化。类别水平上,耕地及草地破碎化,景观斑块形状更加复杂。城镇建设用地斑块密度指数（PD）和最大斑块指数（LPI）增加,平均斑块面积指数（MPS）大幅下降。于桥水库周边和遵化市城区是流域景观格局变化的两个中心。流域内景观格局变化与人口密度、农村人口数、规模以上工业企业数及年降雨量等社会和自然因素密切相关。城镇化和于桥水库水质保护工程是驱动流域土地利用与景观格局变化的主要原因。     

1990-2020年贵州百里杜鹃风景名胜区景观格局动态变化分析

为研究自然保护地生态要素景观格局动态变化规律,以贵州百里杜鹃风景名胜区为研究对象,选取1990、2000、2010及2020年4期土地利用类型数据,运用景观格局面积动态分析、景观格局指数等方法分析了30年来百里杜鹃景区景观格局演变特征。结果表明:1990—2020年,百里杜鹃风景名胜区土地利用类型以林地和耕地为主,林地、水域及建设用地面积增加,耕地、草地面积减少,30年来,有9.3km2土地发生转移,其中耕地净减少4.23km2,林地净增加4.2km2。景观水平上,研究区景观总体上破碎度减小,景观异质性减弱,景观结构趋向简单,景观团聚程度增加。在类型景观格局水平上,研究区以林地为优势景观,林地、耕地及草地斑块破碎程度降低,水域及建设用地变化不明显。总的来说,百里杜鹃风景名胜区生态环境持续向好,但景观格局趋向单一。     

粮食主产区景观格局变化及生态环境响应——以湖北省鄂州市为例

以中部粮食主产区湖北省鄂州市1991、2012年土地利用调查变更数据为基础,根据土地利用方式对鄂州整体景观重分类,分为耕地、林地、建设用地、养殖水面、水体和其他用地6类。通过Fragstats软件计算景观格局指数,从斑块类型水平和景观类型水平分析鄂州景观数量和空间格局变化,以此建立生态危险评价模型来对生态环境进行响应。根据地统计分析中半变异函数拟合和克里金插值分析生态环境变化。1991-2012年,耕地和其他用地面积减少,破碎度增加;水体面积减少,破碎度减少;林地、建设用地和养殖水面面积增加,破碎度减少。鄂州城市整体各景观类型呈均衡趋势发展,景观多样性增加,景观格局趋于破碎化分布,但耕地大面积减少,导致植被覆盖降低,土壤侵蚀严重,生态环境恶化。