LUCC视角下的艾比湖流域典型区域景观格局时空变化研究

在RS和GIS技术的支持下,以艾比湖流域典型区域1990、1998、2011、2013年的四期Landsat影像为数据源,利用ENVI4.8得到艾比湖流域典型区域4个时期的土地利用/覆盖类型转移矩阵,并对土地利用面积变化量进行分析,利用土地资源数量变化指数单一土地利用类型动态度和区域土地利用综合动态度模型对土地利用问题进行信息的提取,借助景观生态学软件Fragstats3.3进行景观指数的计算,深入探讨了近20年来艾比湖流域典型区域景观格局的时空动态变化。从景观和斑块尺度上分析了1990~2013年艾比湖流域典型区域景观格局变化的整体特征和空间异质性。结果表明:从1990~2013年耕地面积不断增加且幅度最大,增加134354.07hm~2,其他地类的面积有所减少;各地类景观斑块数持续增加,斑块形状趋于不规则化,整体景观趋于破碎化;景观香农多样性指数在2011年出现最高值1.5173,景观丰富度在这一年最明显。该研究对艾比湖流域土地利用动态及环境演变等研究有着非常重要的意义。     

半干旱区农业景观空间格局变化研究——以和林格尔县舍必崖乡为例

本文选取景观空间格局分析指标 ,研究了和林格尔县舍必崖乡的农业景观空间格局从 1 987年到 1 997年十年间的变化。结果表明 :随着时间的推移 ,各景观类型的斑块数目明显增多 ,平均斑块面积减小 :旱地和草地在景观中的作用有所下降 ,水浇地和林地有所提高 ;景观的多样性指数均匀性指数增大 ,景观向多优势度的方向发展     

土地利用空间格局与功能特征关联分析——以天水市为例

区域土地利用结构与功能特征之间的关系一直是土地利用研究的核心问题.基于天水市2005年土地变更调查数据,从土地利用数量结构与景观格局两方面,选取土地利用结构集中化指数、总体组合类型、区位指数、景观多样性指数、均匀度指数和优势度指数等,对各县区及不同地类的空间格局与功能特征进行定量分析.结果表明:天水市2005年土地组合...     

科尔沁城镇化过程对沙地景观的影响

城镇空间扩展所表征的城镇化过程及其对区域景观的影响,是景观生态学研究中的重要方向之一,也是景观生态学中格局-过程研究的重要组成部分。以1985—2013年遥感数据为基础,GIS技术与景观格局分析方法为手段,采用主要指标构建的城镇化指数定量分析了城镇化过程对科尔沁沙地景观的影响。结果表明:近28 a来,区域城镇化发展较快,年均提高0.64%,并呈现阶段性特征,研究区景观变化明显。在斑块水平上,农田、固定沙丘、林地、居工地的面积增加,其余景观类型的面积减少;农田、居工地与林地的破碎化程度增加;农田、固定沙丘最大斑块面积增加最显著,在区域中的优势作用增强。在景观水平上,区域景观破碎化程度减轻,空间集聚程度增加,景观类型组成趋于简单。区域内城镇化过程对不同类型景观的影响存在差异性,其特征表现为城镇化对农田、居工地的影响最大,对其他类型景观的影响较小。城镇化指数与斑块数量、散布与并列指数、香农多样性指数之间存在显著的负相关关系,城镇化指数与蔓延度指数为显著的正相关关系,表现为研究区景观破碎化程度、空间散布程度、异质性均随城镇化水平提高而减小,反映出城镇化与景观变化存在一定的内在联系,选取的景观指数能够反映城镇化过程对区域景观的影响。     

半干旱区城乡接合部景观镶嵌结构研究--以兰州市西固区为例

在RS与GIS的技术支持下，以地处西北半干旱区的城乡接合部-兰州市西固区为区域背景，利用景观生态学方法研究了在不同的坡度、高程下景观镶嵌结构的空间布局与空间镶嵌作用的机制。结果显示：随着坡度的增加景观镶嵌结构的多样性指数减小，斑块数量、破碎度先增加后减少，优势度先增加后减少；随着高程的增加，多样性指数，斑块数、破碎度先减少后增加，优势度则相反。景观镶嵌体在坡度与高程的分布上具有一致性，综合坡度与高程分区的景观分形模型模拟结果显示：人类活动影响较小的自然景观类型的复杂性远高于人工景观类型，而稳定性后者高于前者。由此得到以下结论：⑴影响本区景观格局最主要的因素是气候因素；⑵景观格局分布的垂直变化明显；⑶河流廊道在构建本区景观格局中也扮演重要角色；⑷2 类有可能通过改变景观类型的复杂性和影响着自然生态环境。     

新疆艾比湖流域景观格局尺度效应

通过了解流域景观格局指数的尺度效应,能客观反映土地利用景观格局及其动态变化。以MODIS和OLI为数据源,针对地区社会经济活动频繁、人为干扰强烈和生态脆弱等特性,以土地利用/土地覆盖(LUCC)类型为斑块类型划分依据,将流域内的LUCC类型划分为7种景观类型,选取类型水平和景观水平来计算景观特征指数,分析不同景观格局尺度效应的响应情况。结果表明:(1)在类型水平上,随着空间分辨率的不断降低,MODIS和OLI影像所计算的斑块密度都随着粒度的增大而减小;斑块面积的变化趋势相似,除个别地类变化剧烈外,其余各地类的变化幅度较小。MODIS影像中各地类的周长面积分维度的总体趋势是减小的;OLI影像所计算的周长面积分维度的总体趋势成基本持平状态。凝聚度指数、边缘密度、斑块面积百分比、斑块类型面积和有效网格大小的散点图分布较为集中,有个别尺度下的某一土地利用类型出现异常的现象。(2)在景观水平上,不同遥感影像中各景观指数的变化趋势表现出不同形式,且不同景观指数间的变化趋势也存在差异。随着空间尺度的增大,斑块密度、景观形状指数和斑块数量均呈现单调下降的趋势;最大斑块指数的变化趋势不确定;香农多样性和香农均匀性指数的整体变化趋势相对稳定。     

西北内陆干旱区湿地景观格局变化——以新疆准噶尔内流区为例

应用"3S"技术,通过选取景观多样性指数、优势度指数、破碎度指数、斑块形状指数等空间格局指数对准噶尔内流区1975年至2009年近三十四年间湿地景观格局变化进行研究。结果表明:近三十四年来湿地面积总体小幅度增大,其中,1975年至2000年,湿地面积小幅度增大,2000年至2009年,湿地面积小幅度减小。湿地景观多样性增大,优势度减弱,破碎度先增大而后减小,斑块形状趋于复杂,各湿地景观类型间的差异减小,湿地景观结构趋于稳定。各湿地类型中,河流湿地面积先增大而后减小;湖泊湿地面积先增大后减小;沼泽湿地变化幅度较小;人工湿地面积持续减小。准噶尔内流区湿地景观格局的变化与流域内的水资源循环相关性较强,人类活动尽管对其产生了较大干扰,但并未改变湿地整体景观格局,因而,有利的气候条件与合理的人类活动是西北内陆干旱区湿地景观稳定与发展的决定因素。     

近40年来山西省湿地景观格局变化分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1975-2014年四个时间段的卫星遥感数据,在1:5万目视解译的基础上,通过选取斑块数量、斑块面积、斑块平均面积、多样性、优势度和破碎度等具有典型生态意义的景观格局指数,较系统地分析了山西省湿地景观空间格局的变化特征。结果表明:40年间山西省湿地总面积减少了431.16km~2,年均减少10.78km~2,同时湿地退化速率明显加快,其中2007-2014年湿地年均减少面积是1975-2000年的3倍;40年来湿地景观多样性下降,优势度增加,破碎度指数先增加后持续减少,2000年以来湿地空间分布格局趋于集中;河流湿地是山西省湿地景观的主导类型,1975-2000年,河流湿地面积减少、斑块数量增加,呈破碎化发展,而2000-2007年,大量的小湿地斑块出现了消亡现象,河流湿地破碎化程度降低;随着人类活动干扰强度的增强,人工湿地所占面积比例逐渐提升,优势度指数增大,表明人类活动对山西省湿地景观格局变化的影响程度较大。     

土地利用景观格局动态分析——以阜康荒漠绿洲为例

阜康荒漠绿洲土地利用景观格局受自然分异和水土资源开发利用程度的制约 ,通过划分景观样带和选取景观空间格局指标 ,本文重点揭示该区域景观格局的变化及其影响因子。结果表明 :( 1 ) 1 987年至 1 998年间阜康土地利用景观格局变化主要表现为耕地面积在洪积扇上增加 ,在冲积平原上下降 ;荒地则刚好相反。林地面积在低山丘陵带和洪积扇带下降 ,在冲积平原上没有变化。牧草地面积在低山丘陵带上升 ,其他各带均下降。城镇面积在各样带上都有所增加 ,水域各带基本不变。 ( 2 )低山丘陵带和洪积扇带景观多样性和均匀度下降 ,优势度上升 ;而冲积平原则多样性和均匀度上升 ,优势度下降。景观破碎度有增加的趋势 ,表明了人为影响的不断增强。     

压砂种植模式对地表热场景观格局的影响

基于Landsat ETM+数据,反演了宁夏环香山地区的地表温度,计算热场指数差异,运用景观指数对压砂地热场景观格局动态变化进行分析。研究表明:在宁夏环香山地区各土地利用类型中,压砂地的地表温度及热场变异指数最高,其次为未利用地,而草地、耕地、林地的地表温度较低。近十年间,宁夏环香山地区的热场呈现出高温斑块数量先增加后减少,景观由简单到复杂、再趋向简单的演变趋势。在2004—2009年间,热场景观斑块总数及密度明显增加,景观破碎化程度加深;高等级斑块类型的优势度明显提升,形状趋向复杂;由于大量低等级斑块转向高等级斑块,导致区域热岛效应明显增强。但在2009—2013年间,宁夏环香山地区的热场景观格局变化却表现出与2004—2009年间完全相反的变化态势。引起热场景观格局变化的主要原因是当地种植模式的变化,在2009年之前,宁夏环香山地区的压砂地面积的迅速扩张,由分散、局部、小面积转变为集中、连片、大面积的模式,大规模改变下垫面性质造成地表温度升高;然而2009—2013年,虽然压砂地面积继续扩大,但由于调整了种植结构,实行枣瓜间作,使得地表植被覆盖度增加,高温斑块面积比例开始下降。     

快速城市化背景下天津市城市景观格局时空动态分析

以Landsat卫星TM影像为数据源,选取天津市中心城区及环城四区(北辰区、西青区、东丽区、津南区)为研究对象,利用RS和GIS等技术手段,通过梯度带和梯度方向分析,对研究区2000、2005和2010年的城市景观格局及其变化进行了定量研究。结果表明:文中采用的景观指数能够准确地反映城市空间特征及其动态变化,10年间天津市中心城区及环城四区景观格局变化较大,城市化较高区域主要以建设用地为主,尤以外环附近建设用地增长最快,并出现不断向外转移的趋势,具体扩张方向以东南和西侧为主,主要归因于天津市城市规划政策和经济发展等因素的影响,面对快速城市化的响应,区域绿地/农田与河流/湖泊用地遭到大范围侵占,两个时期变化强度中,2005～2010年变化最大,且最高强度值不断向滨海方向转移。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

基于土地利用/覆被变化的绿洲城市土地生态风险综合评价——以甘州区为例

土地利用/覆被变化通过改变土地生态系统的结构和功能,影响地区生态系统的安全与健康程度。基于甘州区2001-2008年的土地利用变更数据,建立土地利用生态风险评价指标,结合马尔可夫概率转移矩阵,对该区域土地利用变化的生态效益风险及其社会影响进行综合评价。同时,借助GIS技术与相关统计分析方法,对甘州区2008年土地利用/覆被现状存在的生态风险进行空间量化分析。研究表明：① 2008年,甘州区土地利用/覆被存在的生态风险集中在耕地和未利用地,两者的比例占全区总面积的87.32%;② 甘州区土地利用类型研究期内发生了复杂的相互转换,地类交错地带生态风险尤为显著;③ 土地利用程度指数的上升,反映出土地利用的广度、深度不断增加,土地利用处于发展期;④ 甘州区2008年较2001年的土地综合风险指数有所上升,人类活动的影响在一定程度上增加了区域潜在的生态风险。     

乌兰布和沙漠地区土地利用动态变化分析

以乌兰布和沙漠为研究靶区,以GIS和RS技术为手段,利用解译的1986,1995,2000年和2004年的土地利用现状图,对该区域的土地利用动态变化过程及其驱动因素进行分析.结果表明:不同年份其景观基质差异较大,1986年为沙漠和其他未利用土地,1995年为沙漠和草地共同构成,呈现出复合型特点;而2000年之后,沙漠以其57%以上的面积而成为唯一的景观基质.从土地利用类型的稳定性来看,耕地、建设用地和沙漠的稳定性最强,在不同时间段内,其保持自身面积不变的比例均在85%以上.从土地利用类型的变化方向来看,最重要的转化方向有两个,一是林地、草地、水体、建设用地向耕地的转化;一是耕地、林地、水体和建设用地向草地的转化;另外盐碱地、沙漠和其他未利用土地之间的相互转化也非常重要.从不同时期土地图斑随时间的双向变化分析发现,该区域既有退耕还林还草、积极治理沙漠、改造盐碱地的事实,也同时存在着毁林毁草开垦荒地,以及荒漠化土地扩展的现实.该区域土地利用变化的驱动因素主要为降水、人口和牲畜数量,以及农牧业经济地位变动,同时大的政策因素影响也不容忽视.     

干旱地区生态移民土地利用变化生态风险 ——以宁夏红寺堡区为例

以全国最大的移民安置中心——红寺堡区为研究对象，基于1995、2000、2005、2010年和2015年五期遥感数据，采用RS和GIS技术，选取土地利用程度、耕地垦殖指数、景观多样性指数和景观破碎度等指数构建生态风险指数模型，并运用生态风险模型和空间分析方法对红寺堡区1995—2015年的土地利用变化及其生态风险的时空分布特征进行分析。结果显示：研究时段内草地面积下降明显，共减少29 494 hm²，耕地、林地、水域和建设用地面积呈上升趋势，其中建设用地面积增幅最大，而未利用地面积虽波动明显，但研究时段始末变化不大；1995—2015年研究区生态风险不断下降，生态风险指数由1995年0.3972下降至2015年的0.3235；红寺堡生态移民安置区各乡镇生态风险空间分布变化较大，不同类型区间均有转换，且不具有规律性，1995—2005年间以最高风险区和较高风险区为主，2005—2015年间以中等风险区和较低风险区为主。通过地理探测器对影响红寺堡生态移民安置区生态风险因子进行探测发现，林地、草地和植被覆盖度等指标因子对安置区生态风险具有较大影响，因此在通过扬黄灌溉工程和基本农田建设，增强农田生产能力，保障生态移民安置区经济发展和生态安全的同时，应注重安置区生态用地面积的增加与建设，以此来增加安置区植被覆盖度和降低其生态风险程度；生态保护、摆脱贫困和经济发展是生态移民的主要方向，因此红寺堡安置区在发展过程中在追求经济实力提升的同时，也要注重生态安全的保障，将生态安全放在全区发展的重要位置。     

东北典型农区土地利用变化的生态效应研究——以公主岭市为例

在人为活动占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的生态效应是不同的,并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。因此,本文利用Landsat TM和MSS遥感数据,以具有相对完整的自然生态过程的小流域作为评价单元,借助GIS空间分析和地统计分析功能,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。研究发现,公主岭市1975—1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加,随后逐渐减小,到2000年局部地区又有所回升,这种变化与该地区土地利用类型的变化,特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关,说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。     

1985年~2000年西藏地区景观格局变化及影响因子分析

利用西藏地区1985年及2000年两期遥感影像解译的数据,并结合GIS和统计软件,对西藏地区15年来景观格局变化特征进行分析。结果表明:1985年~2000年,西藏地区各景观要素之间发生了显著的变化,未利用地、居住地及建筑用地、灌木林地及疏林地面积增加,其中居住地及建筑用地增加的速度最快,增长率为46.6%;农用地、森林、草地、河流及湖泊、冰雪地面积减少,河流、湖泊和农用地面积减少率较大,分别为13.1%和10.4%;各景观要素发生相互转移,其中转移程度较大的是草地与未利用地,未利用地向草地转换了80313.46km2,草地向未利用地转换了155974.97km2,占草地转出量的90%以上。通过对景观格局分析发现,总体景观斑块数量增加,最大斑块指数减小,景观多样性指数、均匀度、破碎度增加,优势度等减小,西藏景观格局向多样化、破碎化发展;同时各景观要素之间聚集度指数在增加,形状指数、分维数减小,景观不同要素分布交错格局趋于简单,斑块形状向着规则化方向发展。利用典型相关性分析方法对景观格局变化的影响因子进行分析,发现人口增长、过牧等人为活动以及海拔、气温等自然因子是西藏景观格局变化的主要影响因子。     

三工河流域土地转移空间分析

地球表层系统最突出的景观标志是土地利用与土地覆被。本文利用“3 S”技术 ,采用三期遥感影像数据 ,经过图像处理、解释、分类后产生三期土地利用 /土地覆被分类图 ,进行叠加分析 ,形成土地利用转移矩阵。再结合土壤、水系、地形等相应数据 ,对 1 978-1 998年三工河流域绿洲区二十年土地转移情况进行空间分析 ,分析各类土地利用类型之间的转变 ,为合理的进行土地利用、规划和决策服务。     

陇东黄土高原土地利用、覆盖变化及驱动力分析

从土地利用和土地覆被的角度出发，利用RS和GIS技术，分析了20世纪最后15a该区土地利用和土地覆被变化在数量、结构和类型上的特点，并进一步分析了该区土地利用／土地覆被变化的驱动力，得出以下结论。15a间除建设用地和草地面积增加外，其他土地利用类型都呈现出不同程度减少。其中耕地减少了20691hm^2，主要转变为建设用地，且减少的耕地多为位置相对优越。产量较高的优质良田；林地减少了12269hm^2，主要转变为草地、早地和建设用地；草地的面积增加了33488hm^2，主要源自干林地和耕地的变化；交通建设用地高速增长，15a间增加了9278．8hm^2。该区土地利用和土地覆被变化的驱动力主要为自然因素、人口压力、经济因素及宏观政策等。