基于LUCC的泾河流域景观格局与径流的响应关系

量化分析土地利用/覆被和景观格局变化与径流的响应关系对于科学认识、评估和管理区域水资源及其生态修复具有极为重要的理论价值和现实意义。基于GIS和Fragstats等软件,文中分析了泾河流域土地利用类型和景观格局变化及其对径流的影响。结果表明:1)降水量呈现先下降后微弱上升的变化规律且年际变化剧烈,其最大值和最小值分别为713. 49mm(2003年)和348. 18mm(1997年);径流量则表现为逐渐减少的趋势,其最大值和最小值分别为72. 16mm(1966年)和13. 59mm(2004年)。2) 1980-2010年,该流域的景观类型以耕地和草地为主,二者占总面积的87%以上;其次是林地,占比8. 98-9. 97%;而水域、建设用地和未利用土地仅占1. 96-2. 39%。受退耕还林还草等工程实施的影响,森林和草地的面积分别增加了447. 08km2和201. 58km2。3)研究期内流域景观格局朝着低连通、破碎化和异质性高的方向演变。相关分析表明:蔓延度指数(CONTAG)和面积加权平均斑块形状指数(AWMSI)与年径流深呈显著正相关,说明各斑块之间聚集程度的增加和斑块形状的复杂化有利于径流的形成,而斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、景观分割度(DIVISION)和Shannon均匀度指数(SHEI)与年径流深呈显著负相关,说明景观破碎化和异质性的提高对径流有明显的阻滞作用。     

荒漠绿洲生态系统的景观格局分析--景观空间方法与应用

本文基于生态空间理论和景观格局分析指标,针对荒漠绿洲生态体系,以植被演替为主要生态变化表现以及受外来径流制约的特点,提出区域空间格网化,以网格为研究单元提取指标信息的景观格局分析方法,以黑河流域下游三角洲区域为研究实例,结果表明,该方法与土地利用类型划分景观类型的方法相比,景观类型与荒漠绿洲的生态构成相一致,能反映径流影响的景观结构与生态变化,便于生态保护规划与景观设计。     

中亚阿姆河跨境流域景观生态风险时空演变特征分析

以中亚阿姆河流域1995—2018年6期土地利用遥感数据为基础,应用景观生态风险指数模型、半方差分析、空间自相关等方法分析该跨境流域景观生态风险时空演变规律.结果表明:(1)自1995年以来,研究区景观格局发生了显著变化,裸地面积增加最多(22704.66 km2),以林地、草地、水体转入为主,水体面积减少最多,占比由...     

基于景观空间结构信息的区域生态脆弱性分析--以黄河三角洲垦利县为例

以黄河三角洲的垦利县为例,以1987年和2000年遥感影像为基本信息源,利用景观类型空问结构信息破碎度、分维数、分离度和景观类型的敏感度、适宜度构建景观类型脆弱度指数CEVI和区域生态脆弱度指数EVI。利用连续覆盖全区的格网进行空问系统采样,使脆弱指数空间化,生成了两个时期的区域生态脆弱度分布图,并对脆弱度的空间格局与动态特征进行分析。结果表明,研究区未利用地和盐荒地景观脆弱度较高,比较1987年和2000年景观类型的脆弱度,旱田、水田、建设用地和未利用地的CEVI指数减少,林草地、盐荒地和水域景观类型的CEVI呈增长趋势;区域生态脆弱度的空间格局及动态变化与黄河河道和海岸线具有较好的相关性,黄河和海岸线是该区生态脆弱度空间格局的控制因素。     

黄土高原次降雨径流产沙变化及其与雨强和植被盖度变化的相关性

获取12条流域16 a的753次降雨数据,运用雨强、植被盖度、径流系数和产沙系数等指标,分析黄土高原次降雨径流产沙变化及其与雨强和植被盖度变化的相关性。结果显示：① 与1980-1989年相比,2006-2011年黄土高原的降雨-径流和径流-产沙关系发生了明显变化,大部分流域的产流产沙能力有所下降,10个流域中有8个流域的径流系数、产沙系数有所减小,分别减小25.93%~66.1%和59.05%~97.71%;② 分析雨强和植被盖度变化与径流产沙变化的相关性,发现径流产沙变化与植被盖度变化的相关性强于其与雨强变化的相关性,表明植被盖度变化对径流产沙变化的影响更明显;③ 分析不同干湿条件下径流产沙变化对植被盖度变化的敏感性,发现气候越湿润,流域的径流产沙变化对植被盖度变化越敏感,植被改善的减水减沙效果越明显。     

塔里木河和车尔臣河对台特玛—康拉克湖水域面积变化影响分析

塔里木河和车尔臣河是台特玛-康拉克湖泊群的主要水源，因入湖水量的实测数据缺乏，至今它们对湖泊群水域面积、储水量和空间格局的贡献度尚不清楚。因此，文中在多时相遥感数据和径流量数据的基础上，用Kendall秩相关分析法，剖析了台特玛-康拉克湖水域面积在1972～2021年的时空变化及其与车尔臣河出山口实测径流量和塔里木河下游生态输水量的关系，试图确定车尔臣河和塔里木河在台特玛-康拉克湖水域面积变化中的作用，为水资源管理、提高塔里木河生态输水工程的修复效果提供科学依据。结果表明：台特玛-康拉克湖水域面积年际波动大，最大值和最小值分别为562.33km²和1.5km²,出现在2020年和1976年，其与车尔臣河径流量及塔里木河生态输水量的变化吻合；塔里木河生态输水量与台特玛水域面积的关系显著，车尔臣河径流量变化与台特玛湖及康拉克湖水域面积变化均显著。这表明车尔臣河径流量变化对台特玛-康拉克湖水域面积变化的贡献也较大。因此在塔里木河下游生态修复工作中，需重视车尔臣河的贡献。     

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。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

塔里木河下游断流河道输水的生态响应与生态修复

结合2000年以来对塔里木河下游生态输水、生态监测等相关实测资料的分析,讨论塔里木河下游生态受损和实施输水工程后的地下水位变化与生态恢复过程.研究表明:塔里木河下游植物群落物种组成、类型以及物种多样性变化与地下水位埋深有着密切的联系.自塔里木河下游上段英苏至下游段考干,随着地下水位埋深变化,生态受损程度不尽一致,群落类型由上而下趋于简单、物种数也在减少.实施生态输水过程中,塔里木河下游浅层地下水位普遍抬升,主要物种的覆盖度增加,物种数增多,优势度也发生了变化.塔里木河下游的生态受损与恢复与水文过程密切相关,加强流域水资源管理对确保流域生态系统的完整性有着重要意义.     

开都河流域中下游气候变化特征及其对径流的影响

采用开都河流域大山口、焉耆水文气象站1960—2010年的观测资料,利用趋势分析、距平分析、多元回归以及线性拟合方法,分析了开都河中游、下游气温和降水变化特征,以及径流对气候变化的响应。结果表明:近50 a来,开都河流域气温总体呈上升趋势,其中大山口上升1.08℃,焉耆上升1.71℃。气温季节变化分析表明:焉耆冬季气温上升比夏季明显,大山口各季节气温变化差异不明显,总体呈上升趋势。降水年际波动较大,大山口站降水增加趋势显著,1998年降水达到50 a最大值。气温和降水对径流均有一定的影响,大山口以上相关性表现得比较明显,焉耆段相关性不强,总体上气温和降水与径流的变化均呈正相关关系。     

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。     

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。     

乌鲁木齐河源1号冰川水文断面不同时间尺度径流估算

通过对乌鲁木齐河源1号冰川水文断面实测径流量与气象数据进行相关性统计,分析不同时间尺度下径流变化的主要影响因素,建立四种径流模型,并通过比较不同模型间的差异定性分析不同气象因素对径流变化的贡献,可得出以下结论:1)在日尺度上,径流变化受气温影响最大,其次是太阳辐射和相对湿度;旬、月尺度上,影响径流的主要因素仍为气温,其他因素的影响较小;夏季尺度上,气温和降水共同影响径流的变化。2)对于日径流模拟,其低值和波动趋势能够得到较好的模拟,但峰值部分模拟不够,相关系数为0.71,标准误差为2.37mm;旬、月和夏季径流模拟精度比日尺度有明显提高,相关系数分别为0.79,0.83和0.80。以上结论可为长时间序列冰川径流的动态变化模拟和监测提供科学参考。     

太行山石质砂岩区封育植被景观及其功能分析

通过在太行山典型石质砂岩区 -北京九龙山林场的植被调查和传统与典型取样技术 ,综合阐述了九龙山地区景观特点。在把该区封育植被划分为 4大类型 2 2个群丛的景观元素基础上 ,分析了封育植被景观的结构、类型与物种多样性及地形对格局的影响 ;并通过测定土壤贮水量和径流量两个指标 ,分析了九龙山地区现有封育植被景观格局下的水源涵养和保持水土两大功能。通过该项研究进一步深刻认识了景观的结构与功能的反馈作用关系。这为太行山石质山区水土保持林景观规划和管理提供依据     

石匣小区氮磷坡面流失特征研究

以石匣试验小区为研究对象,分析了小区特征对氮磷、泥沙流失的影响。结果表明:在不同的土地利用方式中果园产生的径流中氮磷浓度最高,林地最低,而氮磷的流失量标准小区最高,林地最低;免耕种植、梯田种植、鱼鳞坑造林等耕作方式会明显减少农田土壤的侵蚀及氮磷的流失,植被覆盖明显减少径流量和泥沙量,从而有效地控制农田氮磷污染物的流失;在其它条件相同的情况下,坡度小的小区氮磷流失量明显减小;降雨量与氮磷的流失量呈现明显的正相关;雨季径流中氮、磷主要以颗粒态存在,径流中的泥沙量与径流量有较好的线性关系(R=0.72)。     

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...     

基于景观生态视角的兰州市城市化空间模式定量研究

以1994、2000、2006和2010年夏季的Landsat TM/ETM影像为数据源,利用ENVI4.5、ARCGIS10、Fragstas3.3软件,从景观生态角度,选用斑块密度、边界密度、景观形状指数、香农多样性指数和蔓延度指数,定量分析了兰州市的城市化空间模式,结果表明:1)城市化进程中,城市的空间发展是以外部扩张和内部填充两种形式实现的;2)兰州市1994到2010年建成区面积急剧增加,边界密度、景观形状指数、香农多样性指数随之上升,蔓延度指数不断减少,1994到2006年斑块密度不断增加,说明1994到2010年间,兰州市主要以外部扩张为主,内部填充为辅;3)从2006到2010年斑块密度下降的趋势,可以看出,未来几年,兰州市城市空间发展可能会转化到以内部填充为主,外部扩张为辅的阶段。     

西部荒漠典型区LUCC及景观格局时空变化驱动机制研究 ——以尉犁县为例

在GIS和遥感技术支持下,利用景观生态学的相关指标,采用1995年和2000年Landsat TM影像为基础数据,对塔里木河流域核心区—尉犁县土地利用/覆盖变化过程进行了定量分析。结果显示:土地利用覆被动态变化是"二增三减",即耕地、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少。景观分析表明:在人类活动的干扰下,斑块数目增加,景观破碎度上升,景观多样性下降,草地优势度降低,耕地和未利用地优势度增加,研究区生态系统结构趋向简单,功能趋向减弱。驱动力分析表明,研究区的人类活动历史、人口素质、开发方式对土里利用/覆盖变化的发展趋势有决定作用,降水、风速、土壤质地、植被覆盖度等自然因素对其也有一定影响。     

内蒙古乌拉盖草原地区土地开发对景观生态格局的影响

景观生态格局的形成和景观生态过程的进行都是多因子长期相互作用的结果 ,本文对内蒙古乌拉盖地区在三个时期的土地开发中景观多样性、优势度、均匀度和分离度进行了研究。分析结果表明 :1 .相对均质的景观在开发的早期 ,景观多样性、优势度、均匀度趋于增高。2 .在人工景观中 ,景观分离度与人为活动强度成正相关 ,而自然景观则相反。 3 .研究土地开发的动态对景观生态格局的影响具有重要现实意义 ,近 3 0多年以来 ,农牧业开发活动已成为景观生态过程的主导因素。