城市森林公园生态环境变化及驱动因素时间序列分析

由于自然、人为的干扰,城市森林公园生态环境存在着快速的时空变化。以南京紫金山国家森林公园为研究区域,以免费的2001—2010年Landsat卫星时间序列堆栈(LTSS)数据为主要信息源,进行生态环境及驱动因素时间序列分析。研究表明:2001—2010年间,研究区域的生态环境质量在空间分布上,由外缘向山脊依次呈现较差、中等、良好、优秀分布格局;研究区域生态环境综合指数呈现上下波动、整体良好、缓慢上升趋势;研究区域的森林干扰指数呈现迅速上升、缓慢上升后迅速下降、缓慢上升、稳步下降的复杂变化趋势。降低外来病虫害等自然干扰影响,拆除外围景区违章建筑是提高区域生态环境质量的主要措施。     

基于Landsat时序数据的森林干扰监测

【目的】针对我国森林干扰频繁、干扰类型复杂多样的特点,采用时间序列轨迹分析方法进行森林干扰监测,为陆地森林生态系统碳循环和碳蓄积以及气候变化研究提供参考。【方法】以福建省长汀县为研究区,基于2000—2016年15期Landsat时序数据,采用时间序列轨迹分析(Land Trendr)方法,对时序轨迹进行适当分段和线性拟合以识别干扰变化,获取长汀县森林干扰信息。结合Google影像和全球30 m分辨率GDEM数字高程产品等辅助信息分析监测结果,并基于实地调查和像元2种方法进行精度评估和验证。【结果】2000—2016年长汀县森林干扰总面积192. 49 km~2,平均每年受扰动森林12. 83 km~2; 2001年干扰量最小,不足1 km~2; 2004、2008和2009年森林受干扰较为严重,均在30 km~2以上,约占当年森林面积的1. 3%,共占干扰总面积的50%,其中2004年干扰面积高达32. 85 km~2; 2003、2006、2007和2010—2011年干扰面积略大于10 km~2,但均小于当年森林面积的0. 6%,其余各年干扰面积远小于10 km~2。森林干扰面积在个别年份波动较大,总体上随时间呈下降趋势。森林干扰持续时间主要为1～3年,发生在1年的干扰面积比例最大,达82%;森林干扰主要集中在长汀县东部非森林区域附近,随海拔升高干扰呈明显下降趋势,超过60%的干扰发生在中低海拔地区。结合Google影像目视解译,长汀县森林干扰主要是由森林火灾和人工砍伐造成的急剧干扰事件,且主要发生在非森林区域附近的低海拔地区。【结论】基于目视解译和实地调查结果与研究得到的干扰监测结果一致,干扰斑块可被完整提出,且边界准确清晰,细小干扰也能逐一识别。基于像元尺度精度验证的总体精度达96. 26%,Kappa系数为0. 92,各年份用户精度均在80%以上,除个别年份外,生产者精度均在75%以上,具有较高的监测精度。     

南瓮河自然保护区湿地景观格局及其驱动力

应用1989—2010年三期遥感影像,研究南瓮河国家级自然保护区景观格局演变特征。结果表明,森林是景观基质,草本沼泽是主体斑块,景观异质性较大;2000—2010年景观格局变化呈快速变化趋势,景观基质生态功能弱化,草本沼泽面积21年来首次超过森林;森林群落面积萎缩率高达34.02%,主要转化为森林沼泽;森林沼泽和道路面积增长率最大,分别达到80.94%和64.29%;景观斑块形状趋于复杂化,破碎化加剧,景观破碎化指数从1989年的0.2453上升至2010年的0.4498;火是最主要的驱动因子,道路修建、气候变化是重要的驱动因素。     

择伐后长白山北坡天然次生林乔木种多样性的变化动态

通过调查了不同时期择伐后形成的长白山北坡天然次生林的群落特性,研究了28年恢复期间乔木种多样性的变化动态。结果表明:(1)天然次生林内林分的乔木种丰富度S变化较小,始终保持在18-22;(2)在次生林内更新层、演替层及林分的Simpson指数D变化趋势基本类似,主林层在受到干扰后的前15年恢复期Simpson指数D缓慢减小,第15年以后变化比较小;(3)天然次生林的多样性指数变化较小,Shannon-Wiener指数(H)变化幅度始终保持在原始林的H±10%以内。图3表1参14。     

天然林森林资源的景观分析

为了研究天然林森林资源的景观变化,文章使用了景观空间格局分析软件包FRAGSTATS,主要计算了景观形状指数、平均形状指数、面积加权斑块平均形状指数、双对数破碎度、斑块平均分维度、面积加权斑块平均破碎度、香农多样性指数、香农均匀度指数、辛普森多样性指数、辛普森均匀度指数、修正辛普森均匀度指数、修正辛普森多样性指数。结果表明:面积加权斑块平均形状指数、双对数破碎度、斑块平均破碎度略有下降,也就是说,斑块(小班)形状变化不大。森林景观的变化要滞后资源的变化。各种斑块的多样性指数变化不明显。斑块丰富度和斑块丰富度密度大幅上升。     

干旱胁迫对3种木本植物酶活性的影响

为研究植物对干旱胁迫的适应能力,采用人工模拟干旱胁迫的方式,以金叶莸、圆柏和忍冬为材料,分析其过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶在干旱处理下活性的变化。结果表明:3种绿化植物过氧化氢酶活性的变化随着干旱胁迫的加剧总体趋势大致相同,在处理的第1~10天酶活性缓慢下降,处理的第10~20天酶活性变化剧烈,第10~14天,3种绿化植物酶活性急速上升,并在14d时达到最大值,14~20d酶活性又大幅度下降。过氧化物酶活性的变化趋势也大致相同,从第1~14天都呈现缓慢波动上升的趋势,14~20天,3种植物的酶活性都急速上升,圆柏的酶活性最高。3种植物在活性氧防御系统中,3种酶协同作用,但前期起主要作用的是过氧化物酶和多酚氧化酶,过氧化物酶起互补作用,在重度胁迫下发挥主要作用。     

海南尖峰岭热带林乔灌木层物种多样性沿海拔梯度分布格局

沿海南尖峰岭林区海拔梯度设立164块25 m×25 m样地,分析乔灌木层物种多样性沿海拔梯度的变化规律,同时分析森林采伐对这种分布格局的影响.结果表明:尖峰岭物种丰富,164块625 m2样地共记录植株65 144个,分属84科253属596种;原始林的物种丰富度沿海拔梯度呈现双峰型的分布格局,主要受尖峰岭地区水热、光照、群落特性等因素控制;径级择伐后森林物种丰富度沿海拔梯度波动上升;皆伐后森林物种丰富度随着海拔梯度剧烈波动;原始林的Simpson物种多样性指数随海拔增高而缓慢上升;径级择伐森林Simpson物种多样性指数首先随海拔增高而平缓上升,海拔800 m处最高,之后缓慢下降;皆伐林中Simpson物种多样性指数随海拔增高先上升,海拔680m处达到一个峰值,然后下降,海拔850 m处又开始继续上升;和原始林相比较,径级择伐森林总体而言沿海拔梯度的Simpson物种多样性指数有所上升,而皆伐森林的Simpson物种多样性指数有所下降.     

紫金山风景林景观格局变化的研究

根据风景林的美学特征,风景林划分为水平郁闭型、垂直郁闭型、稀疏型、空旷型、园林型5种类型.在风景林类型划分的基础上,以南京紫金山风景区1988年和2002年两期森林资源二类调查成果为主要信息源,在桌面地理信息系统软件Mapinfo7.8的支持下,提取斑块平均面积、斑块平均周长、分维数、斑块形状指数和景观破碎度等景观格局指数,采用统一样点取样法,借助MapBasic提供的创建图形对象函数功能,构造出转移概率矩阵,代入Markov模型,从而对紫金山风景区1988-2002年间的景观格局及其变化趋势进行了全面的分析;在对计算结果进行分析的基础上,对紫金山风景林经营提出了一些建议和对策.     

腾冲县天然林景观格局垂直梯度分析

基于腾冲县1∶50 000数字化地形图和森林资源二类调查小班图层,利用Arcmap 10.0处理矢量数据、Fragstats 4.1计算景观格局指数、Excel进行数据统计和图表制作,将腾冲县天然林景观分为29个海拔带,选择景观面积、类型面积、面积比例和斑块丰富度4个景观格局指数对天然林景观的垂直梯度变化进行了分析。结果表明:景观面积随海拔梯度先增大后减小,中等海拔梯度天然林面积大,低海拔和高海拔梯度天然林面积小;不同海拔梯度天然林的主要森林类型不同,海拔2 900m以下和3 300 m以上变化较缓和,2 901~3 300 m范围内变化较剧烈;不同海拔梯度的优势森林类型不同,海拔1 400 m以下是云南松林,1 401~3 100 m是栎类林,3 101 m以上是竹林;不同森林类型的适宜分布海拔梯度不同;中等海拔梯度分布的森林类型较多,低海拔和高海拔分布的森林类型较少;海拔2 300 m以下的天然林受人为干扰比较严重。     

桂西南喀斯特植被群落特征研究

采用"空间代替时间"方法建立退化群落自然恢复演替系列,以"最优分割法"划分群落演替阶段,对广西西南部喀斯特植被群落特征进行了研究。研究表明森林群落在群落结构上分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,乔木层树木高度多在20 m以下,胸径在12 cm以下个体可达89.85%;灌木层个体高度一般不超过2 m,以乔木层幼苗幼树居多;草本层高度在0.5 m以下。草本、灌木群落所处生境比较恶劣,多为耐旱耐瘠薄单优群落,物种组成单一,群落高度3 m以下。群落生物多样性总体呈上升趋势,而均匀度呈下降趋势。Simpson指数在演替初期为0.76左右;演替中期上升为0.81~0.94;而演替后期下降为0.73~0.94。Shannon-Wiener指数由演替初期的1.59上升到演替中期的2.01~3.47,到演替后期下降为1.31~2.67。群落均匀度指数JD在演替初期为0.029~0.095;到演替中期下降为0.016~0.059;在演替后期群落均匀度上升到0.06以上。研究区域植被群落特征与经典演替理论群落特征变化有所不同,但与生态系统在适度干扰下多样性较高的适度干扰理论相一致,说明桂西南喀斯特生态系统经常受到外界干扰。     

黄土高原坡地林草复合系统景观边界植物多样性特征

以黄土高原坡地刺槐林—草地复合系统景观边界为研究对象,按一定的生态梯度调查分析了边界植物种的分布特点。结果表明,草地、林地斑块内都有自身的植物种类分布;草地斑块内有较高的植物多样性。在草地斑块内,距林缘8~16m区域为边界植物多样性边缘效应的显著区;林地斑块内β多样性变化剧烈,林缘处的群落相异系数(CD)、Cody指数都最大,共有度指数(CP)最小,CD、Cody与CP成反比。     

基于Kriging的册亨县森林景观稳定性分析

基于Kriging(即景观指标定量化和改进型景观稳定性)对册亨县森林景观进行研究,得出如下结论:(1)有林地是优势森林景观,分布广泛,苗圃地斑块数量最少,分布最集中;(2)6项景观稳定性影响因子,最大斑块指数对景观稳定性影响最大,平均分维数影响程度最小;(3)各乡镇景观稳定性差异显著,紫胶场森林景观遭受破坏较为严重,其它乡镇场森林景观结构较完整;(4)册亨县2015年森林景观稳定性整体处于较高水平,东部生态环境良好,森林景观结构完整,中部次之,西部最差。通过对册亨县森林景观稳定性进行研究,为册亨县科学合理规划建设森林景观提供指导。     

基于GIS的景观格局对云南省森林火灾的影响

【目的】研究景观格局对森林火灾的影响,为深入研究森林景观对林火干扰的抗性和控制的机制奠定理论基础。【方法】以云南省为研究区,依据森林防火条例结合研究区实际情况对森林火灾进行等级分类。对遥感影像进行前期预处理以及重分类,得到云南省土地利用分类图。利用Arc GIS格网法对其格网化,选取7种景观指数(板块数量、平均斑块面积、板块密度指数、蔓延性指数、景观丰度、斑块丰度密度指数和香浓多样性指数)并计算,利用相关性分析及Bootstrap显著性检验方法对云南省森林火灾面积与景观指数的关系进行研究。【结果】2005—2008年云南省共发生火灾1 457起,其中重大火灾98起。在边长为10 km的格网中,随着针叶林、阔叶林、草地和灌木的平均斑块面积增大,发生高等级森林火灾的概率增大;针阔混交林、河流和水体反之。在100 hm~2以上的森林火灾中,斑块丰度密度指数、蔓延性指数、景观丰度、香农多样性指数、斑块密度指数、斑块数量与森林火灾面积的相关系数分别为-0.022,0.300,0.253,-0.333,-0.360,-0.302,其中蔓延性指数、香农多样性指数、斑块密度指数和斑块数量显著相关。根据Bootstrap显著性检验得出,在(0,1]hm~2森林火灾中,蔓延性指数与森林火灾面积的相关性在0.01水平上可信;在(50,100]hm~2的森林火灾中,蔓延性指数和香农多样性指数的Bootstrap显著性在0.01和0.05水平上可信。随着森林火灾向≥100 hm3以上转变时,香农多样性指数对火面积的负相关达到最大值,负相关系数为-0.333,并在0.01水平上显著。【结论】1)针叶林、阔叶林、草地和灌木平均斑块面积的增大对森林火灾蔓延有促进作用,针阔混交林、河流和水体平均斑块面积增大则对森林火灾蔓延有抑制作用;2)在(0,1]hm~2森林火灾中,香农多样性指数、景观丰度和蔓延性指数对火灾面积的影响程度依次降低;在(50,100]hm~2森林火灾中,蔓延性指数、香农多样性指数和斑块数量对火灾面积影响程度依次降低,以上排序可通过Bootstrap显著性检验;3)香农多样性指数、斑块数量和斑块密度的相关系数随着火灾等级(面积扩大)提高向更高的负相关转化,对森林火灾面积的抑制作用逐渐增加。相反,蔓延性指数的相关系数随着火灾等级提高逐渐向正相关发展,对森林火灾面积变化起到促进作用。以上景观指数对100 hm~2以上的森林火灾面积变化的影响程度最为明显。     

成都市中心城区绿地景观格局时空演化:“城”与“郊”的比较

基于2000年与2018年的遥感数据,采用GIS、RS技术和Fragstats 4.2景观分析软件,研究成都市中心城区绿地景观格局的时空演变特征。结果表明:(1)数量上,2000-2018年,成都市绿地率由12.55%增为29.39%,新增绿地主要由耕地、建设用地转化而来,减少的绿地主要转为了建设用地、耕地;(2)空间布局上,2000-2018年,建设用地由三环向外围扩张,大斑块绿地和大量农田、菜园等生态绿地退到外围郊区,绿地空间分布不均,且主要向外围郊区的东北角和东南角集聚,东北角破碎度高于东南角,南部生态质量优于北部;(3)景观格局上,2018年,由市中心到中心城区边缘,绿地斑块个数增多、斑块破碎度下降、斑块形状指数和聚集度上升,"外围近郊区"景观格局优于"主城区",2000-2018年,二环到三环的斑块形状指数下降。为此本文提出以区域生态本底为基础,在外围郊区设置"禁建区"控制城市蔓延。同时,增加廊道绿地建设,促进"城"与"郊"绿地联系和均衡布局。     

海南省五指山市森林景观格局时空演变研究

应用海南省五指山市1998年、2003年、2007年以及2012年4期TM遥感影像数据(分辨率30m×30m)和2010年海南省森林资源二类调查等数据资料,分析研究了海南省五指山市森林景观格局的时间空间动态变化特征。结果表明:在1998—2007年10年内,香农多样性指数逐渐增加,五指山市景观类型更齐全,更趋于逐渐稳定平衡趋势;香农均匀度指标先增加后减小,但整体变化幅度不大,近10年内五指山市景观类型分布较为均匀,复杂度基本没变;针叶林、竹林2种景观斑块破碎度变化速度极快,斑块受到严重的破坏;经济林(乔木类)、经济林(灌木类)、非林地基本不受外界的干扰,生长状况较好;森林景观的分离度变化量较小,各斑块间相互影响较小;斑块间相互转化较少,景观类型的改变主要是因为城市建设中有较多的林地转化成了非林地。     

二滩库区土地利用变化及其景观格局动态研究

利用1999年和2003年2个时段的TM、ETM 遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观分析软件的支持下,对二潍库区(盐边)的土地利用类型变化及其景观格局动态进行了定量分析。结果表明:①耕地面积减少,所占百分比呈下降趋势,而有林地、灌木林地、草地所占百分比呈上升趋势。②耕地的斑块数目增加,平均斑块面积减少,斑块密度上升,有林地的斑块数目减少,平均斑块面积增加,斑块密度下降,草地的斑块数目不断增加,平均斑块面积增加,斑块密度下降。③有林地、灌木林地的面积加权平均斑块形状指数略有上升,斑块形状趋于复杂,而耕地、草地、疏林地的该指数略有下降,斑块形状趋于简单化。④从景观水平上看,景观格局变化的特征是斑块数明显增加,拼块平均面积减少,斑块密度增加,最大斑块指数减少,说明景观破碎度增加,景观异质性增强。蔓延度上升,散布与并列指数减小,说明景观的连通性增强。⑤景观多样性指数和土地利用相对合理指数增加,坡度较大的地区,耕地面积明显减少,相应地林地、草地面积增加,整体上土地利用结构趋于合理。     

美国的森林保健

美国是一个森林资源比较丰富的国家,有林地面积为7.47亿公顷,约占国土面积的33%。每年森林病虫害发生的面积约为200~400万公顷,其中最为严重的是5大病虫害,即舞毒蛾、南方松小蠹、山松小蠹、云杉卷叶蛾和云杉小蠹虫。实施防治的面积不足发生面积的20%。除了森林病虫害对森林健康的威胁外,对森林健康有重要威胁的还有以下几个方面:(1)森林火灾;(2)外来有害生物的侵入;(3)森林的城市化干扰;(4)生物多样性的减少;(5)空气污染;(6)湿地退化;(7)生态环境变化。一、森林保健森林保健就是要保持森林健康,恢复森林健康,建立和发展健康的森林。一个理…     

基于生态服务价值的武陵山区生态系统敏感性评价——以松桃县为例

为分析土地利用演变对区域生态系统服务价值的影响过程,探究了生态系统敏感性的主要影响因子。从生态系统敏感性评价的角度,以贵州省松桃县2010~2015年土地利用变化特征为例,融合遥感影像解译和空间分析技术,计算出县域各乡镇生态系统服务价值,并采用生态敏感性指数评价了松桃县生态系统敏感性空间特征。研究结果表明:(1)2010~2015年由于建设用地增加,林地、耕地面积下降,导致松桃县生态系统服务价值整体呈下降趋势,其价值量由2010年的5022.01×10~4元下降至2015年的5000.08×10~4元,下降幅度达38.43×10~4元。(2)县域生态价值量集中于森林覆盖广的寨英镇、乌罗镇、盘信镇3个乡镇,三者价值量分别为4.12×104元、3.83×10~4元、3.06×104元,占全县价值量的21.97%。(3)植被覆盖率越高,生态服务价值密度越大,则生态服务价值的敏感性就越低。且林地面积对整个生态系统服务价值量起决定性作用(相关系数为0.99)。因此,及与生态服务价值的生态敏感性评价即可实现定量化的敏感性评价过程,也为区域绿色GDP核算提供参考依据。     

福建平潭岛景观格局时空演变规律

在遥感、地理信息系统的支持下,基于2003、2011年Landsat-7卫星影像数据,运用Fragstats3.3景观格局分析软件和景观生态学的基本原理、方法,通过对比2003、2011年景观格局指数,分析研究福建省平潭岛的景观格局时空演变规律。结果表明:研究区景观各要素特征发生了较大变化,城镇、农村居民点的斑块面积由2003年的2464.08 hm2增加到2011年的4550.83 hm2;景观空间结构的变化表现为景观类型的形状指数和分维数都有不同程度的增加;邻近景观指标总体呈下降趋势,表明景观类型之间距离更远,变得更离散;景观异质性指数中的廊道斑块密度明显增大,增加量为21.96个.hm-2。8 a间平潭岛的景观格局呈现剧烈变化态势。     

基于LUCC和景观格局变化的海南东寨港红树林湿地动态研究

[目的]探究海南东寨港红树林湿地的动态变化,为推进红树林湿地保护、海岸带修复、退塘还湿等重大生态措施的开展提供理论参考。[方法]本研究从景观格局和土地利用两个层面描述东寨港地区红树林湿地的动态变化特征,通过结合土地利用/覆被变化(LUCC)和景观生态指数2种方法,探究红树林湿地动态变化。[结果](1)从土地利用的角度看,1988—2016年间,研究区域养殖水面和建筑面积大比例增长,分别从占总面积的1.6%和1.86%,上升到11.89%和9.39%;林地和耕地面积相对减少,占比分别从17.61%和38.89%,下降到11.83%和27.06%;(2)从景观角度看,斑块密度和数量的上升、平均斑块面积的下降、面积加权平均形状破碎化指数的高位稳定等景观指标状态都显示东寨港地区在研究区间内景观破碎化程度正在逐渐加大;(3)景观破碎化指数与各景观类型面积变化的相关性分析结果表明,耕地面积的减少加上建筑用地和养殖水面面积的增加促使景观破碎化的加重;(4)红树林在整个研究区间内总面积未出现明显波动,与其它地类间的互动主要表现在耕地、养殖水面和水域之间的转换。[结论]东寨港红树林湿地在近30年间,发生了养殖水面和建筑面积的增长以及林地和耕地面积的减少等土地利用变化,而耕地面积的减少,建筑用地和养殖水面面积的增加促使景观破碎化加重。