基于GIS/RS的滨海湿地景观格局多尺度分析——以辽宁省大洼县为例

以辽宁省大洼县滨海湿地为研究对象,基于GIS技术,采用2000、2009年两个时相ETM／TM影像数据,选取了斑块类型水平和景观水平上有代表性的27个景观指数来定量研究滨海湿地景观格局的多尺度特征,分析了两个时间尺度上8种空间粒度的滨海湿地景观指数的尺度规律与景观格局的时空分异。研究表明：大洼滨海湿地的斑块密度（PD）、斑块数（NP）和蔓延度（CONTAG）等指数与空间粒度有很明确的函数关系（幂／对数函数等）,可预测性强;最大斑块指数（LPI）、最大形状指数（LSI）等总体呈增大趋势,但无明显函数关系;而Shannon多样性、均匀性指数（SHDI、SHEI）等则无空间粒度变化效应。2000～2009年,斑块类型百分比（PLAND）、景观分维数（FRAC_MN）等指数在增大,Shannon多样性（SHDI）等指数减小。说明了人类活动对大洼滨海湿地景观格局的干扰明显．景观破碎度增加,总体湿地景观结构向简单化方向发展。2000、2009年两个时相的重要景观指数斑块数（CA）、边界密度（ED）、聚集度（AI）等与空间粒度呈相似的函数关系,具有较好的预测性。     

塞罕坝地区植被景观格局时空尺度效应

为探讨植被景观格局时空尺度效应,运用随机森林分类方法解译塞罕坝地区3期(1989、2000和2016年)遥感影像,并利用简单聚合法将景观类型栅格数据进行空间粒度上推,计算基于斑块类型水平和景观水平的景观格局指数;采取尺度图谱分析不同时空尺度草地、天然次生林、灌木及人工林等植被类型的景观尺度效应,通过信息熵模型确定了景观格局分析的最佳空间粒度。结果表明:(1)4种植被景观在空间尺度上具有相同的变化特征,而在时间尺度上表现出不同的变化趋势;(2)不同景观指数对时空尺度的响应结果不同,边缘密度、斑块密度、景观形状指数、聚集度指数及蔓延度指数在时空尺度上具有较强的尺度效应,且90 m为研究区植被景观格局的最佳分析粒度;(3)草地、天然次生林在1989—2016年期间,破碎化程度增加,对研究区的生物多样性造成威胁。     

县域土地覆盖景观特征的粒度效应研究

土地覆盖是生态系统的重要组成部分,其具有明显的空间尺度(包括空间粒度和幅度)属性。近年来,尺度问题成为景观空间研究的关键环节之一,因此,研究土地覆盖景观特征的粒度效应具有重要的理论意义与实际意义。本文以湖北省咸丰县第二次土地调查数据为基础,分别从类型水平及景观水平上对其土地覆盖景观特征的粒度效应进行研究。研究结果表明:粒度增加对优势景观有加强作用,随着空间粒度逐渐增大,景观中的优势覆盖类型面积比率增大,其他景观覆盖类型面积逐渐减少。各景观指数对粒度变化敏感程度各不相同,较敏感的是有效网格大小、斑块密度、凝聚度指数。不同景观特征与粒度变化的相关性也存在较大差异。在类型水平上,不同景观指数对粒度响应程度不同,而相同指数在不同粒度范围受粒度变化影响也不同;景观水平上,各土地覆盖类型景观随粒度变化表现出不同的空间异质性,景观指数随粒度变化呈现出不同的变化规律。     

县域尺度下景观指数的粒度效应

  目的  尺度的合理确定是景观格局和生态研究过程的关键。研究县域尺度下景观指数的粒度效应,并计算景观指数的适宜粒度范围对分析景观格局变化具有重要意义。  方法  以2017年安徽省宿松县的景观分布图为数据源,从类型和景观水平分析了各个景观指数在20~500 m粒度范围内的粒度效应,并选取适宜的粒度范围;通过拟合函数揭示不同景观格局指数随粒度增大的变化特征;结合景观面积损失精度评价模型确定宿松县景观格局变化的最适宜空间粒度值。  结果  景观指数具有一定的空间粒度效应性,其中大部分景观指数的可预测性强,但景观总面积、平均面积分维数、平均形状指数、Simpson多样性、Simpson均匀度指数对空间粒度响应不敏感;景观指数的粒度效应曲线可分为单调递减、单调递增、无变化、复杂变化4种类型;景观指数的拐点主要集中在70和200 m;在景观水平下景观指数粒度效应曲线拟合后的函数主要为幂函数,且拟合程度高。  结论  宿松县景观格局变化的适宜粒度为100~110 m,最佳粒度为100 m。图3表1参27     

景观格局指数的粒度效应——以沈阳城市森林为例

基于沈阳市2006年QuickBird卫星影像,以城市森林为对象,从景观和斑块类型水平研究了25个常用景观格局指数在细粒度范围(粒度边长＜30 m)的粒度效应.结果显示:(1)25个指数随粒度增加的响应可分为3类:单调上升或下降、u型或n型变化和无规律变化.(2)5种城市森林类型对景观格局指数的粒度效应表现出2种趋势:以小斑块为主的附属林和道路林随粒度增加斑块数量急剧减少,相应指数变化幅度较大;以大斑块为主的风景游憩林、生产经营林和生态公益林,景观格局指数对斑块数量变化不敏感,但随粒度增加斑块面积增加,引起面积加权平均斑块面积和有效格网大小等指数较大变化.(3)通过景观格局指数尺度检测图的拐点,沈阳城市森林景观格局分析的适宜粒度为5 m.     

基于GF-2影像的江苏耕地破碎地区景观格局空间粒度效应分析

本研究选用国产高分二号卫星(GF-2)遥感影像为数据源,在不同类型耕地遥感识别的基础上,利用景观格局指数分析方法,探索研究区水稻地、大豆地、蔬菜地、休闲耕地和大棚种植地这5类耕地景观的景观格局指数空间粒度效应。结果表明,5类耕地景观的斑块所占景观面积比例对粒度变化不敏感;面积加权平均斑块分维数随着粒度增大,变化幅度较小;平均斑块面积和平均最近距离随着粒度的增大呈现不同程度增加的趋势;边缘密度、面积加权邻近指数和聚集度指数随着粒度的增大呈现不同程度下降的趋势。大豆地和休闲耕地的边缘密度以及聚集度指数随着粒度增大降幅最明显,水稻地的平均最近距离随着粒度增加增幅最明显。     

县域尺度下不同时序茶园景观格局指数的粒度效应分析

【目的】研究县域尺度下不同时序茶园景观格局指数的粒度效应及适宜粒度范围对揭示茶园景观格局变化及驱动机制具有重要意义。【方法】基于2002—2018年雅安市名山区土地利用现状调查数据,从斑块类型水平分析景观格局指数在10～300 m内的粒度效应确定适宜粒度范围,结合景观面积损失模型确定雅安市名山区茶园景观演变的最佳粒度。【结果】不同景观指数均表现出一定的尺度依赖性,对粒度变化存在高敏感度、中敏感度和低敏感度;景观指数随粒度增加包括单调递减、单调递增及复杂变化3种类型;茶园景观随粒度增加形状趋于规则化,景观空间破碎度和连接度随粒度增加而降低,但同一粒度下景观空间连接度和集聚度随时间增加有所提升。【结论】不同景观指数粒度效应不同,综合景观结构稳定性和信息损失度,确定雅安市名山区茶园景观的适宜分析粒度域为60～110 m,最佳空间粒度为60 m。     

闽东滨海湿地景观格局演化及其模拟

运用景观格局指数与马尔科夫模型分析了闽东滨海湿地1993、2001、2010年3个时期景观格局特征及动态变化,并引入分室模型模拟了3种人为干扰强度(干扰强度降低,干扰强度不变,干扰强度增强)下未来30 a景观异质性变化趋势。结果表明:20 a间闽东滨海湿地的总体景观格局变化微小,仍是以水域为基质,其他景观类型镶嵌其中的景观格局;受人类活动影响,天然湿地面积不断减少,人工湿地面积不断增加,但1993-2010年湿地总面积减少264.23 hm2,景观类型破碎化程度不断增加。水域、潮间裸滩和其他非湿地等自然景观大量转化为农田、建筑用地和养殖场,其中潮间裸滩面积不断萎缩,斑块数和斑块密度变化明显,斑块形状复杂度、分维数、破碎度和分离度也高于同时期其他景观类型。在3种不同强度的人为干扰下,闽东滨海湿地景观多样性呈现不同变化,高强度人为干扰将导致闽东滨海湿地景观多样性呈下降趋势。     

基于最佳分析粒度的农村居民点空间格局分析——以万年县为例

提取2018年万年县土地利用变更数据中的农村居民点数据为源数据,依据不同的空间粒度划分为15种农村居民点空间格局,然后选取12个景观指数进行计算,分析农村居民点景观指数的粒度效应,从而确定适宜粒度的范围及最佳分析粒度。在最佳分析粒度效应下,以万年县各乡镇为研究单元,定量分析万年县农村居民点空间分异特征。研究表明,农村居民点景观指数具有明显的粒度效应,综合各个景观指数的第一尺度域,确定万年县农村居民点空间格局分析的适宜粒度范围为30～50 m,最佳粒度为50 m。万年县农村居民点整体布局相对混乱,各乡镇存在较大差异,整理潜力较大。     

基于最佳分析粒度的农村居民点空间格局分析 ——以万年县为例

提取2018年万年县土地利用变更数据中的农村居民点数据为源数据,依据不同的空间粒度划分为15种农村居民点空间格局,然后选取12个景观指数进行计算,分析农村居民点景观指数的粒度效应,从而确定适宜粒度的范围及最佳分析粒度.在最佳分析粒度效应下,以万年县各乡镇为研究单元,定量分析万年县农村居民点空间分异特征.研究表明,农村居民点景观指数具有明显的粒度效应,综合各个景观指数的第一尺度域,确定万年县农村居民点空间格局分析的适宜粒度范围为30～50 m,最佳粒度为50 m.万年县农村居民点整体布局相对混乱,各乡镇存在较大差异,整理潜力较大.     

地形因子对盐城滨海湿地景观分布与演变的影响

地形作为景观结构和空间格局的重要影响因子,不仅为景观格局的形成提供基础,其空间特征也影响着景观的演变过程.基于2002、2011年地形高程信息和遥感影像,运用GIS技术,并结合分布指数,分析了盐城滨海湿地景观分布与演变对地形因子的响应特征.结果表明:①盐城淤泥质滨海湿地总体地形变化平缓,海拔0-2.5m的区域占整个研究区面积的97％以上.其中,米草带主要分布于0.9-1.5m,碱蓬带主要分布于1.5-2.lm,而芦苇带则主要分布于2.1-2.7m.②2002-2011年9年间湿地景观时间变化明显,其中,芦苇面积增加了3倍,碱蓬面积由26.80％骤降至11.51％,同期,米草面积则增加了50％之多.③湿地景观空间分布特征与地形关系比较明显.其中,米草空间分布向0.6-1.2m区间演变,显示出强烈的向低海拔区间扩张的趋势;碱蓬分布范围随地形的升高总体上呈下降趋势;芦苇在地形较高区间上的分布指数增长迅速,其优势分布区间向2.1-3.0m扩展.     

海拉尔区景观生态类型的特征分析

运用地理信息系统Arcinfo软件,结合野外调查资料,处理了2005年海拉尔区TM遥感数据,时海拉尔区进行景观类型的划分并绘制了海拉尔区景观类型图,选取了5个度量景观结构的定量指标对其景观结构进行了分析。研究结果表明：海拉尔区可划分出5类一级景观类型、11类二级景观类型、20类三级景观类型;一级景观面积大小依次为：草原（43．34％）〉农田（29.22％）〉湿地（18.37％）〉森林（5．37％）〉人工建筑（3．70％）;景观破碎度大小依次为：人工建筑〉湿地〉森林〉草原〉农田景观：森林景观以人工林为主．草原景观以典型草原景观占优势,其中中度和重度退化草原面积占47．79％,连续分布特征明显’农业景观中的大斑块集中分布在典型草原地带．而在草句草原景观中农田呈现小斑块状散布特征．     

基于GIS的东港市滨海湿地景观格局演变研究

以东港市2000年和2010年2期遥感影像为基础数据,在遥感和GIS技术支持下,并运用土地利用转移矩阵和景观格局指数模型,对东港市滨海湿地10年间景观格局的动态变化进行定量分析。结果表明:东港市滨海湿地的主导景观类型为水田和海水养殖;10年间滨海湿地景观面积大幅度缩减,共有44.62 km2滨海湿地流失,其中沼泽景观和滩涂景观面积减少最多,河流和水库坑塘的面积略有减少,海水养殖和水田的面积大幅度增加。10年间研究区湿地景观斑块数不断增加,景观异质性上升和湿地资源的减少必将导致湿地诸多生态功能的下降,使得研究区生态环境恶化,从而严重影响东港市的经济发展。     

大城市边缘区景观破碎化空间异质性——以北京市顺义区为例

探索大城市边缘区景观破碎化格局及其空间异质性特征,有助于把握景观动态的变化机制及其生态问题。以北京市顺义区这一典型大城市边缘区为例,基于土地利用分类数据,采用有效粒度尺寸方法,对1992年、1999年和2009年景观破碎化空间变异进行了地统计学分析,主要包括尺度依赖性、空间异质性、空间格局及其生态过程的分析。研究结果表明:1)景观破碎化空间变异具有明显的尺度依赖性特征,由空间自相关部分引起的空间异质性较高;1992年和1999年景观破碎化空间总变异相对缓和,2009年空间总变异强烈;通过不同尺度上的异质性对比,选取1000m幅度作为研究区景观破碎化的空间异质性分析较为适宜。2)景观破碎化空间异质性表现出明显的上升趋势,土地利用斑块破碎化不断加剧,其中1999-2009年间的表现尤为强烈。3)景观破碎化高值区呈现出由东部向西部转移的态势,并且其空间布局具有集聚性与分散性的显著特征,空间上相似属性聚集与相异属性聚集的空间格局十分突出。4)景观破碎化空间自相关作用主要来自高强度社会经济活动的影响,并表现出明显的区位特征。该研究结果可为土地、城镇规划以及景观生态建设提供参考。     

基于GWR模型的福建省绿色空间景观格局演变影响因素及其空间差异

由耕地、林地、草地、湿地及水域共同构成的绿色空间有利于提升城市生态环境,维护生物多样性和社会经济的可持续发展,理清福建省绿色空间的景观结构组成以及空间配置演变情况对构建生态屏障、打造全国生态示范省具有重要意义。以福建省绿色空间为对象,分析其景观格局在2000-2020年的演变,并采用地理加权回归（geographically weighted regression,GWR）构建回归模型,分析福建省绿色空间景观格局演变的影响因素及其空间差异性。结果表明:1)2000-2020年,整体绿色空间景观格局的时空变化特征较明显。福建省整体绿色空间破碎化程度上升,总体连通性降低和多样性降低。空间分布上,整体绿色格局破碎化、连通性和多样性变化随着空间位置不同而变化。2)GWR模型在空间位置层面对不同时期的绿色空间格局演变影响因素的解释优于普通最小二乘法（ordinary least squares,OLS）模型。GWR模型结果表明,社会经济影响因素对绿色空间景观格局破碎化、连通性、多样性的影响以负相关为主,且具有较显著的空间差异。自然因素中,地形、温度、降水对绿色空间景观格局的影响也具空间差异。分析揭示了福建省绿色空间景观格局的时空演变特征,并在空间层面上量化影响因素对绿色空间景观格局的影响特征,有助于进一步优化福建省绿色空间格局并构建福建省生态安全格局。     

城乡结合部土地利用空间格局分析——以兰州市西固区为例

[目的]为实现兰州市西固区土地利用的优化配置提供理论依据。[方法]在GIS平台支持下,利用破碎度、形状指数、分维数、多样性等景观格局指数对西固区11类土地利用结构特征进行了分析。[结果]商服用地的景观破碎程度最大为3.98,其次为水利设施用地为3.80;未利用地的景观破碎度最小为0.04。说明在西固区商服用地和水利设施用地受到人类活动的强烈干扰,而未利用地受人为干扰的程度最小,河口乡景观破碎度最小,表明其受到人为影响的程度最小,而陈坪乡、达川乡破碎度指数较大,表明这两个乡镇在西固区受到较大的人为影响。西固区各位用地的景观分离度差异比较大,水利设施用地最大为2 428.66,而未利用地最小为0.82。说明西固区水利设施用地的空间上最为分散,而未利用地在空间上的分散程度最低。景观多样性指数表明西固区土地利用类型以未利用地为主,而土地利用组合系数也表明西固区土地利用方式以未利用地为主。     

城市湿地公园评价指标体系初探

在对城市湿地和城市湿地公园概念界定的基础上,运用景观生态学以及相关学科的原理和方法,对城市湿地公园展开多尺度、多学科的综合研究,分析其不同尺度景观的结构和功能,探讨城市湿地公园切实可行的评价指标体系。以期实现城市湿地公园的建设目标及可持续保护和利用,使城市-湿地-人类和谐发展。