基于Landsat影像的宁夏盐池县植被景观格局变化特征

【目的】分析宁夏盐池县植被景观格局时空演变特征,并探讨植被与降水的相关性,为该地区生态环境恢复提供理论依据。【方法】基于景观生态学原理,利用1989-2014年(25年)4期Landsat TM/OLI遥感数据,在ArcGIS和Fragstats的支持下,对盐池县植被景观格局的变化进行分析。【结果】1989-2014年,研究区植被平均覆盖度总体较低,呈增加-减小-增加的特征,植被表现为恢复-退化-恢复的反复过程,总体处于恢复趋势,且呈现出东部植被覆盖度较高、西部植被覆盖度较低的特点。景观水平上植被斑块破碎化程度明显降低,形状趋于规则化,斑块的延展性增强、连通性提升、蔓延度增大、异质性增强,各组分要素所占比例趋于不均匀化;类型水平上各类植被景观的斑块数量和斑块密度整体呈下降趋势,表明各类景观的破碎化程度整体减轻。植被斑块重心变迁主要在西北-东南方向上,植被斑块在西北方向出现退化,而在东南、东北方向出现扩张。【结论】盐池县植被景观格局的变化是植被恢复治理措施与降水共同作用的结果,其中降水是影响盐池县植被覆盖度变化、景观格局改变以及斑块重心迁移的重要因素。     

丽江坝区植被覆盖度时空变化驱动力研究

植被覆盖度是表征植被生长状态、生态系统变化的重要参数,对景观格局变化、城乡发展研究有重要意义。为揭示社会经济活动对植被覆盖度时空分布的影响,基于局部加权回归法构建时间序列曲线,以丽江坝区1987、1991、1994、2010、2018年5期Landsat遥感影像为数据源,采用回归趋势与同心圆空间梯度模型获得植被覆盖度时空变化特征,并运用偏最小二乘回归模型进行驱动力分析。结果表明,1987-2018年,研究区的主城区内和村落周边的植被覆盖发生了明显退化;主城区内植被覆盖的地区破碎化程度高于郊区,主城区内中低、中等覆盖度地区的斑块形状逐渐复杂、景观连接度增加,中高、高植被覆盖度地区斑块形状越发规则,高植被覆盖度地区的连接度逐渐降低;主城区及其周边的中低、中等植被覆盖度的斑块分布逐渐密集,中高、高覆盖度的斑块聚集度逐渐降低;日照时数、人口密度、公路客运量、财政收入是丽江坝区植被覆盖度变化的主要驱动力。     

淮河流域伏牛山区近20年景观格局动态变化研究

以1987、1997和2007年的TM影像为数据源,获取伏牛山区景观类型图,选取典型景观指数,分析其景观格局及动态变化特征。结果表明,1987-2007年,伏牛山区的耕地面积减少,林地、建设用地和水域面积增加,草地变化不明显;耕地、林地和水域的斑块总数增加,平均斑块大小下降,景观破碎化程度加强,而建设用地的斑块总数和平均斑块大小都呈增加趋势;研究区斑块景观形状指数减小,香农多样性指标和香农均匀度指标增大。     

植被覆盖度的时空格局及其影响因素分析 ——以四川省万源市为例

以万源市为研究区,基于Landsat影像,运用一元线性回归和三维景观指数分析1996—2019年该区植被覆盖度时空格局,并采用地形差异修正指数和叠置分析探讨影响植被覆盖度产生变化的自然因素和人为因素.结果表明:(1)万源市植被覆盖度整体较高,年际变化趋势上植被覆盖度的增加区域明显大于减少区域.(2)景观格局总体呈现多样性指数下降、聚散性指数上升、景观异质性降低、各植被类型连接性增强等特征.(3)植被覆盖度受地形影响明显,与高程、坡度呈正相关.在高程<400m、坡度<8°区域植被减少呈优势分布,在高程1000～1200m、坡度25°～35°区域植被增加类型呈优势分布.(4)万源市植被覆盖增加主要由耕地、草地转为林地引起,建设用地占用是导致植被覆盖度降低的重要因素.     

植被覆盖度提取及景观格局分析

以福建省三明市沙县为例,利用线性光谱混合模型提取植被覆盖度,在对比原始影像构建的四端元模型与加入归一化植被指数的影像构建的五端元模型反演精度的基础上,选择精度更高的五端元模型估算1996、2004、2014年沙县的植被覆盖度,并分析其变化及景观格局。结果表明:沙县植被覆盖结构以高植被覆盖度为主导,高植被覆盖度的区域面积占全县面积的57.87%以上。1996年植被覆盖度最差,1996—2004年,植被覆盖度大幅度上升,增加区域面积比例高达35.15%;2004—2014年,由于城市发展需要,植被覆盖度下降明显,下降区域面积占8.99%,主要分布在沙县中部和北面片区。从植被覆盖度的景观格局来看,极低、低、高植被覆盖度的破碎化程度低,分布较为集中;1996—2014年,极低、低植被覆盖度的破碎化程度先降低后升高,与人类活动有着密切关系。     

中国东北地区白桦林植被生态学的研究

以不同植被类型作为景观单元(斑块),测度景观斑块大小、景观破碎度、景观斑块的频度、密度、比例、多样性、均匀度及优势度,分析了“温性针阔混交林植被区域”的黄泥河、汪清、柴河等地植被景观样区、大兴安岭“寒温性针叶林区域”的新林植被景观样区含有白桦(Betula pulatyphylla)林植被的景观特征.景观特征的形成,受历史上的人为干扰、自然干扰因素影响,必须重视景观水平上的植被管理与规划.     

甘南县土地利用的景观特征

以甘南县2003年土地利用类型图及相关文献资料为基本数据源,利用景观这一尺度单元对甘南县域系统土地利用类型按照权属和行政区进行景观特征比较分析.结果表明:在斑块体特征上,国有区域与集体区域相比,斑块体面积较大,密度较小,景观破碎程度较弱;各行政区中,以甘南镇斑块体面积最小,密度最大,农牧渔场区斑块体面积最大,密度最小.在景观格局特征上,国有区域景观多样性指数、均匀度指数较集体区域高,而优势度指数较集体区域低;各行政区中,巨宝乡景观多样性指数、均匀度指数最高,优势度指数最低,平阳镇多样性指数、均匀度指数最低,优势度指数最高.从景观类型分布看,县域整体景观特征是以农牧景观为主体,其中国有区域与集体区域也都如此,只是分布比例存在一定差异;各行政区中,国营林场区以林地景观为主要类型,农牧渔场区以牧草地景观为主要类型,其余各单位皆以耕地景观为主要类型.从区域景观总体特征看,其东南及南部冲积平原区斑块体较大,密度较小,景观类型较为丰富,破碎度较弱,而西北及北部丘陵区及漫岗区斑块体较小、密度较大,景观破碎程度较强.     

万年县耕地景观破碎度变化及原因分析

基于Arcgis和Mapgis软件,利用万年县1992、2007和2013年土地利用数据资料,运用土地评价法和景观格局指数分析的方法,选取一些土地评价指标和景观格局指数,对万年县耕地景观格局进行分析。研究表明:万年县耕地多呈带状和团状分布,1992²013年这21年以来耕地重心向西北方向偏移;斑块平均面积不断降低,斑块密度和景观形状指数不断上升,说明景观破碎度不断增加,斑块形状不断复杂;耕地景观优势度上升,多样性和均匀度下降。万年县耕地格局在20072013年这21年以来耕地重心向西北方向偏移;斑块平均面积不断降低,斑块密度和景观形状指数不断上升,说明景观破碎度不断增加,斑块形状不断复杂;耕地景观优势度上升,多样性和均匀度下降。万年县耕地格局在2007²013年期间变化幅度比19922013年期间变化幅度比1992²007年期间大,说明万年县变化趋势在加快。     

基于TM影像的泗顶铅锌矿区森林景观动态分析

运用景观生态学理论和景观格局指数分析方法,选用斑块面积、平均斑块面积、斑块形状指数、临近度指数、分形指数、平均最近距离、景观多样性指数、景观均匀度指数、斑块密度和聚集度指数等10种景观指数,对泗顶铅锌矿区2000—2009年近10年的森林景观格局进行了动态分析。结果表明,矿区主要森林景观类型为有林地和灌木林地;有林地和灌木林地的斑块形状较不规则,斑块边界形状较复杂,同类斑块间距离较近,呈团聚分布;由于受人为因素的影响,2005年林地面积、斑块数、斑块密度、破碎度、多样性均较小,均匀度较低,随着人们对森林环境的重视,2009年森林景观格局有了很大的优化,森林景观逐渐向复杂化、均匀化、多样化发展;景观聚集度指数逐渐增加,2009年达80.19%,景观斑块连接越来越紧密。     

基于多时相Landsat影像的庆元县植被覆盖变化研究

利用多时相陆地资源卫星Landsat TM和增强型专题绘图仪ETM影像数据,使用像元二分模型对浙江省庆元县1994-2007年植被覆盖度及其动态变化进行研究。结果表明：13 a来,庆元县植被覆盖度持续增长,至2007年高植被覆盖度区域占全县总面积的90.77%,植被覆盖度等级间的转移方向以中高覆盖区（50%～75%）向高覆盖区（〉75%）转变为主,其中1994年至1999年间的变化最为显著。13 a间植被覆盖度随坡度的增大而增加,坡度越小植被覆盖度增长幅度越大,特别是地形平缓区域（〈15°）的植被覆盖度增长幅度达15%以上。全县植被覆盖度时空变化分级统计结果显示,1994-1999年,庆元县东部地区的植被恢复较为明显,1999-2007年,百山祖自然保护区等地的植被恢复较好。13 a间各类植被覆盖区的景观破碎度不断降低,平均斑块面积不断增大,特别是高覆盖区在总体面积大幅提高的同时,平均斑块面积由9.66 hm2增长到182.82 hm2,增加了18倍。图2表6参15     

基于MODIS NDVI的文山州植被覆盖度及景观格局分析

以文山壮族苗族自治州为例,利用2001-2020年的MODIS数据,采用像元二分模型、一元线性回归分析方法,分析文山州的植被时空变化规律,在此基础上对其变异系数进行计算,观察全州20 a间的植被变化波动情况,最后对其景观格局进行综合分析。结果表明,2001-2020年文山州植被覆盖度在时间序列上整体呈增长趋势。在空间上,植被较低覆盖度区和高覆盖度区呈上升趋势,增幅达44.2%、103.6%;中覆盖度区和较高覆盖区呈下降趋势,降幅分别为59.2%、46.2%。全州有84.9%的像元处于稳定程度,整体呈平稳型。文山州在20 a间整体景观破碎度呈先减少后增加再减少最终趋于稳定,较高、高植被覆盖度为整个区域的优势区域类型;景观多样性指标在2011年达到峰值,说明景观类型在此年最为丰富;聚集度指标在2020年最大,说明2020年各景观连通性最好;同时,景观类型优势区域也由较高覆盖度区向高覆盖度区转变。     

基于长时间序列叶面积指数的内蒙古农牧交错区植被景观格局分析

采用叶面积指数数据,通过植被等级划分、转移矩阵及景观指数分析,对内蒙古农牧交错区植被覆盖动态变化和景观格局进行分析。结果表明:1）植被覆盖等级空间分布的主要特点为东部由覆盖度等级比较高的中度、中高度、高度植被所覆盖,西部由覆盖度比较低的无植被、低度、中度植被覆盖。2）1983-2019年无植被、低度、中度植被覆盖区域面积在持续减少,中高度、高度植被覆盖区域面积在不断扩大,植被转移的方向主要由低覆盖区向高覆盖区转化,植被得到很好的恢复。3）从植被景观格局角度来看,研究区植被景观破碎化、复杂度程度逐渐变小。不同覆盖等级植被逐渐混杂、聚合。中高度及高度覆盖景观优势度明显提高,植被格局向趋于稳定的方向发展。4）气候因子和人类活动对研究区植被的恢复起到了很大的促进作用,但相比较而言,人类活动的作用更大。     

榆林沙区景观格局特征与动态分析

在对榆林沙区土地利用结构调查和遥感影像解译资料分析基础上,研究了榆林沙区景观构成和特征,分析了景观格局动态,结果表明:1)景观类型中林草地面积最大,占65.4%,在整体景观中优势突出(0.688),为主要景观类型;农耕地、居民建设用地占24.91%,表明人类活动在区域景观格局发展过程中参与的力度己十分强烈,成为自然景观格局变化最大的外来影响因素。2)榆林沙区景观破碎度很低(0.157),景观类型较单调,分配不均匀,景观多样性较低(1.501),稳定性差。3)近20a间,林地、草地、园地面积在整个景观格局中的比例增加了10.24%,而流沙地、盐碱地等难利用地景观比例下降了14.43%,反映了近年来榆林沙地治理力度和显著成效。但是,当地的城镇、工矿、交通、电力等各类建设用地面积增长了13.56%,在整个景观中的比例增加了0.57%,对区域人工植被乃至全区生态环境的影响也是不容忽视的。     

快速城市化影响下超大型城市景观生态格局演变特征分析

针对超大型城市建设对景观生态格局及其变化定量研究的应用需求,基于多时相遥感变化监测和格网划分方法,结合景观指数对北京景观空间格局及动态变化进行定量分析,同时探究城市化对城市景观影响的阈值效应。结果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐渐提高,导致建筑用地增加了56%,斑块破碎程度较低;而城市耕地及绿地景观有所减少、斑块分布不均,破碎程度上升;2)空间格局方面,由于建筑用地的覆盖及彼此间的高度连接,使城区景观破碎程度明显低于城郊,景观多样性水平呈下降趋势;3)回归分析表明城市化对城市景观破碎度有显著影响,相关系数达0.84,具体表现为倒U关系,即景观破碎度随城市化水平的提高呈先上升后下降的关系,城市化水平在51%～53%时达到峰值。     

基于景观安全格局的建设用地管制分区

旨在探索如何构建一种生态与经济发展兼顾的建设用地管制分区工作体系。以扬州市为例,选择防洪、水土保持、生物保护、乡土文化保护和游憩安全5个要素构建区域多层次综合生态安全格局,利用神经网络CA模型模拟无生态约束下的区域城镇建设用地扩展格局,将二者耦合得到优先建设区、有条件建设区、调整建设区、限制建设区和禁止建设区,并为每类管制区编制相应的管制规则。结果表明:①利用景观安全格局与城镇建设用地扩展格局耦合来进行建设用地管制区划分,优先考虑生态环境保护,再进行建设用地的安排,实现了生态与经济的双赢;②通过调整建设区的划定,为地方政府提供了新增建设用地适宜调整的区域,在建设用地管制的基础上,给予地方政府充分的自主权。     

LFA方法在晋东采煤区景观结构及功能评价中的应用

煤炭开采区植被退化监测和植被恢复的效果评价较少从景观角度进行,然而对开采区进行景观尺度的研究,有助于了解植被的空间分布规律。本文以晋东(阳泉南庄煤矿)采煤作业区为干扰源,按照扇形取样,依距离设置800、1500、2100、2800、3500和4200m 6条等距线。采用LFA方法,沿垂直于等高线的方向,布设5条长度为100m的样线,通过对斑块数量、单位长度上斑块宽度、单位长度上斑块间平均距离和大小的测量,计算斑块面积指数和景观结构指数;对样线周围土壤进行地表土壤健康评价,评价指标包括地表盖度(降雨溅蚀保护)、多年生植被覆盖度、枯落物状况、隐花植被盖度4项植被层指标以及结皮破碎性、土壤侵蚀程度、沉积物、地表粗糙度、地表特征、土壤崩解系数、土壤质地7项土壤理化性质指标。通过研究揭示煤炭开采对当地景观结构与功能的影响距离及机理。结果表明:随着距煤炭开采区距离的增加,煤炭开采对土壤总孔隙度、土壤饱和含水量的影响削弱,进而造成了土壤稳定性指数、土壤渗透性指数、养分循环指数的同步上升。随着距离的增加,LFA相关的各项指标均呈现由慢速增加至快速增加再到逐步维持的趋势。景观功能向着有利于水分、养分保蓄的方向发展。当煤炭开采强度为320万t/a时,自然保护区及城市规划建设应保证最小生态安全距离为4370m。      

露天矿区景观生态风险空间分异

以露天矿区为研究对象,评价矿区景观生态风险,并采用ESDA方法定量研究矿区生态风险空间分异特征.结果表明,矿区景观生态风险空间分布以高风险区域为核心,由高到低呈环形包围特征.其中,高风险主要分布在矿业生产及城市生活区域,以土地破坏、压占及城市建设为主要风险来源;中等风险主要分布于自然、半自然功能区,以城市生活与农业生产为主要风险来源;低风险区域以林地、荒草地等植被覆盖区域为主,但大面积植被退化、水土流失导致该区域生态基底较差、环境脆弱,加之露天煤矿作业频繁,整体生态环境质量堪忧.同时,不同功能区的风险高低排序(人工区＞半自然区＞自然区)特征符合常规的区域生态风险等级差异规律.此外,基于ESDA分析矿区景观生态风险,其空间自相关性高达0.7521,风险的空间集聚效应明显;而对比矿区景观生态风险的空间分异特征发现,景观干扰度是高、低风险区域的主要驱动因子;而景观脆弱度则是中等风险区域的驱动因子;基于以上研究结果可对矿区环境管理和风险决策提供一定的数据支撑和理论依据.     

毛乌素沙地南缘植被覆盖度动态监测——以陕西省靖边县为例

监测毛乌素沙地边缘的植被覆盖状况,为治理沙地提供科学的数据。以1986和2000年的TM影像为基础,利用RS、GIS技术和植被指数,动态监测毛乌素沙地南缘的植被覆盖度,揭示陕西省靖边县植被覆盖格局的变化趋势,并且利用ERDAS IMAGIG 8.6软件实现了植被覆盖度模型的建立及该模型输出图像的分类。1986~2000年间靖边县的植被覆盖度总体呈现上升的趋势,低度和中度覆盖度的区域分别减少了57 155.31和27 997.92 hm2,高度覆盖度的区域增多了85 153.23 hm2,这与靖边县加大水土流失治理力度有重要关系。1986和2000年的植被覆盖度比较表明,靖边县的生态恢复呈现了良好的态势。     

不同建筑密度下城市森林景观逆破碎化趋势

基于Quick Bird卫星影像和地理信息系统,对不同建筑密度城市森林覆盖率梯度下景观破碎化趋势的响应进行了分析。结果表明,城市森林景观破碎化状态受建筑物密度的影响较大。建筑物密集区是城市森林景观破碎化的敏感区域,建筑物密集区城市森林景观破碎化程度较高,随森林覆盖率的升高呈现波动性状态响应,森林覆盖率10%～15%是密集区城市森林景观指数的波动区段,建筑物非密集区城市森林景观破碎化状态随森林覆盖率的增加呈现稳定的下降趋势,森林覆盖率20%～30%是非密集区城市森林景观指数的急剧变化区域。