县域景观生态风险评价

  目的  利用地理国情数据,定量化研究县域尺度下景观生态风险的变化趋势。  方法  以2015和2017年安徽省宿松县国情数据分类合并后的景观分布图为数据源,在地理信息系统(GIS)技术和Fragstats 4.2软件支持下,基于景观指数,采用地统计学方法,定量化分析2015?2017年宿松县土地景观动态变化、生态风险的时空变化及人类干扰活动对其的影响。  结果  宿松县景观破碎化程度不断增高, 多样化程度不断增强,景观分布呈复杂趋势;西北部景观破碎度、分离度、分维度均较低,景观多样化水平低,景观生态风险较低,中部和东南部景观破碎度、分离度、分维度较高,景观分布结构较为复杂,景观生态风险较高;宿松县低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区面积呈降低趋势,而较高生态风险区和高生态风险区面积呈增加趋势。  结论  宿松县景观生态风险程度有所增加,生态等级表现为低等级向相邻的高等级转化,潜在生态风险程度从高到低排序为矿产资源区、鱼米之乡、交通枢纽镇、农业区、山地旅游区。图6表6参32     

神农架林区景观格局时空演变及其驱动力分析

  目的  20世纪90年代以来神农架林区森林保护工程陆续实施,使得神农架林区景观格局发生显著变化。需要分析这些变化及其驱动机制,以探究保护工作成效,同时为林区未来生态环境保护与土地合理利用对策的制定提供参考。  方法  在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,以神农架林区为研究对象,选取1996、2007、2018年共3个不同时期的遥感影像为数据源,利用土地利用转移矩阵、景观格局分布重心模型与景观格局指数,定量分析了神农架林区1996?2018年景观格局的时空演变特征及驱动力。  结果  1996?2018年,林地与水域景观处于稳定向好状态,林地是研究区最主要的用地类型,占林区总面积的90%以上;草地与耕地面积总体呈减少趋势,其他土地用地类型向建设用地转化的趋势较明显。神农架林区总体上景观破碎度有所降低,而东北部区域与中南部区域的破碎化程度加剧,景观多样性也随之呈现扩散趋势。经济、人口、政治等是引起景观格局变化的主导因素。  结论  神农架林区退耕还林等生态保护与恢复工程初见成效,景观格局总体趋于整合,局部破碎化加重而景观多样性有所增加,社会经济空间与生态空间相互融合;近年来神农架大力开发的旅游产业造成了人工斑块对自然景观的侵占,对林区生态安全产生威胁。图4表5参32     

云南高原湖泊杞麓湖动态演变及景观生态风险评价

  目的  探究气候变化背景下杞麓湖动态演变过程及其流域景观生态风险。  方法  基于1975-2015年8期时序Landsat数据,提取湖泊边界,并解译得到3期流域景观类型分类数据。从湖泊面积、轮廓和质心3个方面对杞麓湖动态演变进行研究,通过划分生态风险采样小区,建立生态风险评价模型,定量分析杞麓湖流域的景观生态风险。  结果  ① 近30 a来,杞麓湖流域景观结构变化特征明显,建设用地和滩涂湿地面积显著增加,农地、林地和水体面积持续减少,未利用地面积变化不大;②近40 a来,杞麓湖处于持续萎缩状态,2015年水体面积仅为面积最大年（1985年）的56.05%;杞麓湖形状体现为连续的复杂变化,以西部和南部的河流入湖口处变化最为明显,东部变化最小;杞麓湖质心主要向东北方向迁移,1975和2015年湖泊质心相距1 242 m;③生态风险评价结果表明:流域以较低生态风险为主,所占比为26.75%~35.09%,1985-2015年生态风险均值由0.957 8增加至1.013 9,流域生态风险趋于恶化。  结论  杞麓湖流域生态风险空间分布具有明显的区位性和异质性,高生态风险主要分布于杞麓湖水体部分,低生态风险主要分布于流域的湖盆之中,其余生态风险主要沿湖盆和湖泊呈块状或带状分布。     

不同土地利用情景下天津市生态系统服务及权衡与协同分析

  目的  土地利用变化是导致生态系统服务及其关系变化的重要影响因素,探讨土地利用变化对生态系统服务影响具有重要意义。  方法  本研究基于2000和2015年天津市土地利用数据,结合区域发展规划,采用GeoSOS-FLUS模型预测2030年3种不同情景下的土地利用格局,并利用InVEST模型评估生态系统服务及权衡/协同关系。  结果  （1）2015—2030年,自然发展情景下城市继续扩张,建设用地增加27.68%,耕地下降11.47%。生态规划情景下城市扩张减缓,建设用地增加7.97%,林地、草地、水域和灌丛共增加2.02%。城市快速发展情景下建设用地和耕地基本保持稳定,水域面积增加4.78%。（2）2015—2030年不同情景下天津市综合生态系统服务指数均呈现下降趋势,其中自然发展、生态规划和城市快速发展情景下综合生态系统服务指数分别为0.172、0.181、0.180。（3）2015—2030年不同情景下4种生态系统服务的权衡/协同关系方向未变,但强弱发生了复杂的变化,总体上生态规划情景下协同关系更强,自然发展情景下协同关系更弱。  结论  本研究建议天津市未来应控制城市扩张速度、优化当前土地利用结构、增强生态环境建设。研究结果可为天津市生态系统管理提供理论基础。      

基于土地利用时空格局演变的上海市生态风险评价

随着上海社会经济的迅猛发展,土地资源的需求不断增大,土地利用格局的不合理变化会带来区域生态环境风险。以上海市土地利用数据为主要数据源,借助ArcGIS10.0及Fragstats4.2软件,在景观格局的基础上计算生态风险指数,由此分析生态风险空间分布特征及其时空演变规律。结果表明,土地利用结构发生较大变化,土地利用转移以耕地、水域向建设用地及林地转移为主;时间尺度上,上海市生态风险等级逐渐由以低等级为主导转化为以较低等级为主导的格局,总体生态风险呈现不断加剧趋势;空间分布上,南部大部分地区生态风险呈降低趋势,而长江入海口处及崇明北部等区域恶化趋势明显,较高生态风险区、高生态风险区集中在临海地带及浦东新区黄浦江沿岸地区;各生态风险等级中转移面积最大的是中风险降低为较低风险,主要集中在金山、奉贤、浦东南汇等。总体而言,上海市生态风险格局演变与土地利用、景观指数变化相一致,生态风险格局的波动响应于土地利用的快速变化。     

1980—2018年江苏里下河平原景观格局时空变化及其热点分析

  目的  探讨景观格局时空变化及其冷热点,为区域生态安全与高质量发展提供科学依据。  方法  以江苏里下河平原1980、1990、2000、2010与2018年共5期景观类型数据为基础,采用景观格局指数、景观转移矩阵、景观综合动态度等方法,分析里下河平原近40 a景观格局的时空变化特征,基于热点分析探究景观变化的冷热点区域。  结果  研究区耕地、湖荡湿地和建设用地为优势景观类型,耕地是面积占比最多的景观,但整体上持续减少了1 000.67 km2,湖荡湿地和建设用地面积不断扩张,建设用地扩张面积达679.83 km2,草地和未利用地面积有所减少,林地面积有所增加。近40 a来,研究区各景观类型之间发生了复杂的相互转化,最显著的是耕地与湖荡湿地、建设用地之间的相互转化。研究期间格网景观综合动态度变化幅度为0~5.43%。里下河平原景观变化具有明显的方向性和聚集性,以“东南—西北”方向为主轴发生倾斜,兴化市、高邮市、盐都区及江都区是景观变化的热点区域。  结论  里下河平原景观格局变化显著,景观多样性增加、破碎化加剧,人类活动对景观格局的影响增强。自然湿地恢复政策的实施对研究区景观生态安全产生了积极影响。图4表4参32     

苏南水网地区蓝绿空间格局多情景模拟预测

【目的】模拟预测苏南水网地区蓝绿空间格局多情景发展趋势,探究促进地区可持续发展的情景方案。【方法】以江苏省苏州市吴江南片区为例,设置自然发展、生态保护优先和城镇发展优先等3种情景,借助CA-Markov模型,对2030年蓝绿空间格局变化趋势进行多情景模拟分析,并运用形态学空间格局分析(MSPA)和景观连通性评价解读蓝绿空间景观生态结构与生态格局特征。【结果】不同发展情景下蓝绿空间规模与格局变化差异显著。自然发展和城镇发展优先情景下,蓝绿空间面积呈现加速减少趋势,分别减少了3 626.37、7 145.74 hm²。蓝绿空间核心区、孔隙等形态类型负向变化剧烈,蓝绿空间破碎度增加,连通性降低。生态保护优先情景与自然发展和城镇发展优先情景相比,蓝绿空间面积分别增加了2 904.30、6 423.67 hm²,蓝绿空间核心区等形态类型增幅明显,孔隙率显著降低,蓝绿空间破碎度降低,连通性增强。【结论】自然发展和城镇发展优先情景对水网地区蓝绿空间呈现负向影响趋势,生态保护优先情景在维持蓝绿空间面积与格局稳定,改善蓝绿空间连通性方面效果显著。图4表4参23     

基于景观结构变化的生态风险评价与管控——以重庆市万州区为例

以万州区为例,以2009,2013,2016年土地利用数据为基础,以ArcGIS和Fragstats为软件支撑,综合运用生态风险指数、生态风险动态变化空间分析模型以及地理探测器等多种研究方法,研究了万州区景观结构变化状况、区域生态风险的时空变化状况及其在不同地形下的分布变化状况,为万州区生态环境的改善提出相应的管控措施.结果表明:(1) 2009-2016年万州区潜在风险区面积小幅增加后大面积向低风险区转化,成为转出面积最高的风险区;重风险区则持续转化为中风险区,使得重风险区和中风险区分别成为主要转出和主要转入风险类型,其转出、转入率分别为:0.95%,2.11%,此外,重风险区也是空间变化最为活跃的风险类型;(2)平原为重风险的主要集聚地带,丘陵以低风险区为主,而山地则是潜在风险区的主要分布带;各个地形下的生态风险指数值从大到小依次为:平原、丘陵、山地.     

基于断点检测的延安市富县植被变化研究

  目的  多项生态工程实施以来,陕北黄土高原地区环境明显改善,探究该区域植被的时空变化,为生态环境建设与差异化决策提供依据。  方法  以陕西省延安市富县为研究对象,利用2000—2019年生长季的Landsat TM/ETM+/OLI影像,运用DBEST算法对归一化植被指数(NDVI)时间序列进行断点检测,并提出多阶段趋势分析方法分析富县植被变化时空特征。  结果  富县植被的断点检测结果表明:66.47%的区域断点NDVI变化幅度小于0.2,主要分布在富县西部和东北地区,植被相对稳定,未发生剧烈变化;33.53%的区域断点NDVI变化幅度大于0.2,其中断点数量多于4个的区域仅占5.88%,集中分布于道路、河流沿线,变化频繁,与人为活动有关。当前阶段趋势分析表明:断点NDVI变化幅度大于0.2的区域,改善的面积占总面积的24.57%,退化面积仅占2.12%;开始时间均在2014年之前,时间分布跨度大,空间异质性强,揭示了富县植被变化的多样性及复杂性;富县有林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地4种主要林地均趋于改善,改善面积占林地面积的96.23%。  结论  2000—2019年,富县植被整体呈现改善趋势,生态建设工程取得良好的效果;植被变化的时空特征存在差异,后续决策需因地制宜。图6表1参25     

基于景观特征识别和评价的乡村景观营造模式

  目的  探索符合乡村个性特征的景观营造模式,提出优化乡村景观风貌的规划方法。  方法  以杭州市瓶窑镇为例,从乡村景观特征识别和景观综合评价的角度出发,基于瓶窑镇的空间数据和调研信息,通过ArcGIS对景观特征要素进行空间图示表达,划分景观特征区域,并构建与景观特征相联系的景观功能评价模型,对乡村景观特征区域进行评价。  结果  ①瓶窑镇形成北部山体林地生态文化区、中部平原农业文化区、东部平原遗址文化区、南部平原湿地生态文化区4个乡村景观特征区域;②4个乡村景观特征区的项目层指标得分从高到底排序分别是:北部山体林地生态文化区(生态性景观＞生活性景观＞生产性景观)、中部平原农业文化区(生产性景观＞生活性景观＞生态性景观)、东部平原遗址文化区(生活性景观＞生产性景观＞生态性景观)、南部平原湿地生态文化区(生态性景观＞生产性景观＞生活性景观)。  结论  景观特征识别能为乡村景观规划提供准确信息,鉴于此,本研究为杭州市瓶窑镇提出了4种兼顾景观特征和景观价值的典型乡村景观营造模型:瓶窑镇山地聚落景观营造模式、平原农业景观营造模式、历史遗址景观营造模式和平原湿地景观营造模式,可为乡村景观建设提供了科学依据。图4表3参25     

基于ENVI技术的永定河段景观格局演变与优化研究

[目的]永定河作为北京母亲河,是北京市重要的河流生态廊道.近20年来,由于城市快速化进程和水源性缺水问题严重影响着永定河的可持续发展.梳理永定河景观格局的演变趋势和结构特征对永定河生态空间优化有重要意义.[方法]以永定河落坡岭水库至大宁水库段河流2000 m缓冲范围河岸带作为研究对象,利用ENVI对1999、2004、...     

天目山林区景观格局时空变化及驱动因素分析

  目的  研究南方集体林区的景观格局变化特征及驱动因素,可为森林可持续经营提供科学依据。  方法  采用景观类型面积转移矩阵和景观格局指数分析方法,对比研究了浙江天目山自然保护区国有林和周边社区集体林2000、2010和2017年的景观格局变化特征。  结果  生态林是保护区和社区的优势景观。保护区整体呈生态林面积增加,经济林面积减少趋势,而社区生态林面积逐年减少,经济林面积不断增加;保护区的竹林和山核桃Carya cathayensis林向生态林转化,社区呈现生态林向经济林、建筑、道路转化,经济林之间相互转化,经济林和耕地相互转化的特征。保护区的景观格局变化不大,社区景观的破碎度、异质性和均匀性逐年上升,生态林的优势地位逐年下降。政策因素、市场需求变化和道路是导致保护区和社区森林景观格局变化差异的主要驱动因素。  结论  社区景观格局的变化会影响森林的生态和文化功能,可以从政策、旅游业发展和道路建设等方面制定相关措施。图1表8参17     

天山大峡谷国家森林公园土地景观格局及生态风险分析

[目的]研究土地景观格局变化和生态风险进行分析评价,为天山大峡谷国家森林公园生态建设提供依据.[方法]以研究区1990年、2000年、2010年和2018年4期土地利用数据,利用ArcGIS和Fragstats软件计算分析景观格局指数和生态风险指数,进行景观生态风险评价.[结果]1990-2018年,区域以耕地、林地和...     

基于MSPA模型的北京市延庆区城乡生态网络构建

  目的  随着北京城市化的快速发展,北京生态环境趋于恶化,城市生态安全面临着巨大的挑战。生态网络的构建能够减缓快速城市化带来的城乡景观格局破碎化等危害,对保护城市生物多样性意义重大。  方法  本文选取北京市延庆区作为研究区,基于ArcGIS软件平台,对北京市延庆区遥感影像进行解译得到土地覆被类型,将土地覆被类型分为前景和背景,采用形态学空间格局分析（MSPA）方法得到7类景观类型,将其中的核心区识别为重要生态源地,运用最小耗费距离模型和网络分析法得到最佳阈值下的生态网络,在此基础上提出延庆区的生态网络优化建议。  结果  （1）延庆区整体破碎度较低,不同类型间的物质和能量迁移比较通畅,整体景观多样性较高,但城市内生境斑块数目较少,廊道较为匮乏。（2）最适合延庆区生态网络现状结构的距离阈值为20 000 m,此时网络闭合度α为0.73。（3）林地、耕地是研究区域潜在生态廊道的重要构成景观类型,其中林地面积最大,为17 452.9 hm2,占廊道总面积的81.1%。  结论  MSPA方法具有评价几何连通性较准确细致、需要的数据量小、分析结果可视化等优点,而网络分析法可以对生态网络进行优化,因此基于MSPA方法和网络分析法对延庆区的生态网络构建精度更加细致准确,研究结果对延庆区的生态网络构建以及生物多样性的保护具有指导作用和实践价值,同时能够为其他地区的生态网络构建提供参考。      

面向多类型、多尺度协同传导的乡村景观特征识别与评价方法

  目的  提升乡村景观品质是促进人与自然和谐统一,形成良好居住环境的关键。面对新时代中国乡村人居环境建设需求,乡村景观亟需通过规划设计来突出地域特征、展现地域风貌特色。本文探索了面向多尺度乡村空间的景观特征识别与评价方法,以期为营建地域化乡村景观提供新思路。  方法  文章探讨了景观特征评估工具在乡村景观风貌识别与营建中的实践应用。以内蒙古科尔沁右翼前旗为例,首先,在传统LCA工具的基础上构建了多尺度乡村景观特征评价的工作框架;其次借助地理信息分析平台进行了国土—区域—场地多尺度视角下的乡村景观特征分类识别与描述;最后,构建了基于具体发展目标的景观决策评价体系,并提出相应的景观发展策略。  结果  通过分析获取了研究区域的景观特征分类图,并根据分类及决策评价结果提出了相应的优化思路,完成了从国土空间到场地、从景观特征区到景观特征要素的多尺度、多层级乡村景观分类与决策协同的实践探索。  结论  相较于传统的乡村景观质量评价,研究中的多类型、多尺度的景观特征评估强调了对乡村景观自身特性及多样性组合方式的关注,不仅能够更好地衔接国土空间一体化发展,更在进行地域化的乡村风貌特色识别与区分时具有明显优势,为乡村景观可持续发展建设提供了全新路径。