基于景观结构的眉县土地利用生态风险空间特征

在GIS与RS技术支持下,以眉县为研究区域,根据对遥感影像的解译获取2005年、2010年及2015年土地利用类型数据,划分1 km×1 km网格作为研究单元,根据景观扰动指数与景观脆弱指数构建生态系统模型,借助地统计学与GIS软件进行了空间分析,对眉县土地利用变化影响下的生态风险空间分异特征进行了定量评价。结果表明:眉县土地利用类型中建设用地与林地面积逐年增加,耕地与未利用地面积总体减少,土地利用程度提高。空间自相关分析结果显示高值-高值（H-H）聚集区集中分布于北部首善镇、常兴镇附近,低值-低值（L-L）聚集区主要分布于研究区边界。眉县土地利用生态风险等级整体上呈现逐渐提高的趋势,高风险区主要集中在北部首善镇、常兴镇附近,此区域风险等级提高最为显著,南部生态风险普遍较低,形成北高南低的局面,高风险区、较高风险区面积逐渐扩大。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

典型生态县域土地利用时空与景观格局变化

综合利用3S技术和景观生态学方法,以大洼县2000年、2005年和2010年的TM遥感影像和其他辅助数据为基础,利用土地利用转移矩阵分析了研究区近10a土地资源数量变化情况,利用选取的景观格局指数分析了研究区近10a土地利用空间格局演化的时空变化特征。结果表明:1)耕地、滩涂和建设用地是大洼县景观类型主体,合计占区域总面积的77.45%;2)景观破碎化过程日益严重,景观结构趋向不稳定;3)土地利用数量结构和空间格局不甚合理。因此,需要针对这些问题,采取科学合理的措施来解决土地资源利用过程中带来的生态环境问题。     

基于景观结构的福建省沿海生态风险时空特征

[目的]研究福建省沿海地区区域生态风险变化规律,为该区生态修复工作提供理论依据。[方法]利用ArcGIS和Fragstats软件,基于土地利用变化的生态环境脆弱度和损失度构建景观生态风险评价模型,并利用地统计分析和空间自相关性分析方法,探究研究区生态风险分布特征及生态风险的空间相关性。[结果]建设用地、林地和水域的面积呈上升趋势,灌丛、草地、耕地、滩涂和未利用地的面积均呈现出下降趋势,且碎化程度加深,分离度加大,而建设用地的破碎度和分离度逐渐下降,地域分布逐渐趋于集中;2000—2013年的生态风险空间分布均大致呈带状分布,低、较低及中等生态风险等级的面积均有不同程度的增加,较高、高生态风险等级的面积均有不同程度的减小;研究区内生态风险指数在空间上具有较强的集聚效应,且生态风险指数空间分布均以高—高聚集和低—低聚集为主。[结论]总体生态风险呈下降趋势,生态环境逐步好转,但景观生态问题依然很严峻,因此政府部门要在发展经济的同时注意当地的生态环境,实现经济与生态环境的协调发展。     

基于土地利用变化的江汉平原景观生态风险时空分异特征分析

土地利用/覆被变化能够在一定程度上表征城市景观生态风险空间分异特征。研究基于湖北省江汉平原2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遥感监测数据及县级行政单元区划数据,采用全局自相关模型和地统计空间分析等方法,定量揭示了江汉平原土地利用水平与景观生态风险之间的空间耦合关系。研究表明:(1)2000—2015年江汉平原土地利用类型主要以耕地、水域和建设用地为主,土地转移类型主要以耕地向建设用地转移为主。(2)2000—2015年江汉平原景观生态风险时空演变差异显著,冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。生态风险聚集的高值区主要分布在江汉平原东南部洪湖市,低风险区主要分布在江汉平原西部当阳市及松滋市。(3)2000—2015年江汉平原低生态风险区面积呈现逐渐减小态势,从2000年的2 015.63 km²,较少到2015年的1 960.87 km²。中风险区面积呈现先增加后减少的态势,其中2005—2010年增加幅度最大,达到了2 061.26 km²。(4)2000—2005年江汉平原低生态风险重心整体转移不明显,主要集中分布在江汉平原西北部,较低生态风险重心转移空间跨度最大,向西转移了79.80 km。中风险区主要向东北方向转移,较高风险区和高风险区重心主要集中分布在江汉平原东南部洪湖市,且呈现向东北方向转移的趋势,其中较高风险区重心转移速度明显快于高风险区。本研究成果可为城市内部土地利用开发与景观生态风险评价提供科学依据和理论参考。     

山东半岛县域土地利用景观格局分析——以招远市为例

在GIS技术支持下,利用ERDAS软件对2004年招远市遥感图像进行处理,在Arc/info平台下进行解译,再结合招远市土地利用现状图,得到招远市景观格局数据.然后在土地分类的基础上结合景观生态学原理对招远市景观进行分类.根据研究区的实际情况选取斑块水平指数和景观水平指数两类指标对招远市景观格局进行分析.利用景观格局分析软件FRAGSTATS.对所选指标进行量化分析.分析得出:招远市景观类型比较丰富,有着典型的"斑块-廊道-基质量"特征,耕地景观占绝对优势.斑块形状受地貌影响显著,集中体现在草地上,其形状指数大于其他景观类型.气候因素对斑块优势度影响较大.人类活动对景观空间结构有着强烈影响,人类活动的加剧会使景观破碎化程度加深.     

快速城镇化地区景观生态风险变化评估——以上海市青浦区为例

[目的]研究区域生态风险的时空变化规律,为区域生态规划和生态建设提供技术支持。[方法]基于景观格局指数构建区域综合生态风险评价模型,并利用空间自相关分析方法,开展快速城镇化地区生态系统变化及其生态风险时空分异研究。[结果]2000—2013年上海市青浦区城镇和林地大面积增加,农田大面积减少,湿地保持稳定;研究区生态风险空间分布差异明显,青浦东部地区的生态风险高于西部地区,且东部风险扩张速度高于西部,城市化对生态风险的影响显著。[结论]区域生态风险具有显著的空间集聚特征,其生态风险值呈现显著的空间正相关关系。这些变化与生态系统变化及人类活动之间关系密切。     

青海高原东部土地利用变化模拟与景观生态风险评价

为了研究西部大开发和退耕还林等生态工程对未来土地利用变化趋势的影响,将Gray-Markov模型和CLUE-S模型相结合,模拟自然情景、耕地保护情景和土地规划情景下青海高原东部农业区2020年土地利用覆盖状况,并分析3种情景下土地利用变化特征,采用景观格局指数和景观生态风险指数比较3种情景模拟结果。自然情景延续1999-2009年的发展模式,至2020年退耕还林/草633.98 km2,其他未利用地造林/草117.66 km2;耕地保护情景严格保护耕地,至2020年退耕还林/草142.00 km2,未利用地造林/草130.71km2;土地规划情景经济发展与环境保护并重,退耕还林/草444.18 km2,未利用地造林/草333.75 km2。景观格局指数和景观生态风险指数均表明土地规划情景下的模拟结果布局较合理。研究表明,新增建设用地扩张的同时加强生态保护,仍可以保证区域景观生态安全。该研究可为中国西部的土地利用规划和政策制定提供参考。     

黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局变化分析——以延河流域为例

为了给黄土丘陵沟壑区土地资源的合理利用和生态环境的改善提供依据,以延河流域为研究对象,应用GIS技术和景观格局指数分析方法,对研究区1978—2010年的土地利用景观结构特征、斑块特征和空间格局的变化规律进行了系统分析。结果表明:（1）延河流域各景观类型的变化幅度表现为:耕地 > 林地 > 草地 > 建设用地 > 水域,研究区1978—1990年变化速率最快的景观类型是草地,1990—2000年是林地,2000—2010年是建设用地,由以耕地为主导的景观结构转变为林地—草地复合的景观结构;（2）研究区破碎度较高的景观类型是耕地和草地,斑块形状也较复杂,主要是受地形地貌因素的影响。林地、建设用地和水域受人类活动的干扰强烈,斑块分布趋于集中化,破碎度较小,形状较为简单;（3）32年来,延河流域土地利用景观格局经历了“耕地主导—相对平衡—林草主导”的变化过程,向着集中化和简单化的方向发展,抗干扰能力降低,不利于景观的稳定性,但有利于生态环境的改善。     

基于景观结构的沱江流域土地利用生态风险时空变化

本文以沱江流域为研究对象,基于2005—2020年的遥感数据,从景观结构的角度,利用GIS和GeoDa软件,同时结合土地利用类型转移矩阵,构建景观土地生态风险评价模型,分析了研究区土地生态风险的时空变化特征。结果表明：①耕地为研究区的景观本底值,受自然和人为因素的影响,15年间,耕地和林地面积减少,建设用地、水域、草地、未利用地面积增加,新增建设用地面积最多,91.95% 来源于耕地,是建设用地的主要来源。②2005—2020年的生态风险指数,经计算,全局莫兰指数(Moran’s I))值均为正数,在99% 的置信度标准下,通过了显著性检验,说明生态风险区在空间上具有显著的正相关关系且呈现空间聚集状态,“高-高”聚集是土地生态风险的主要聚集模式。③15年间,在空间分布上,低风险等级整体上有向中下游转移的趋势,研究区以高风险区和较高风险区为主,分别呈片状和条带状较集中地分布于流域上游的山区和中下游的丘陵地区,分别占到研究区总面积的49.20% 和48.98%;从面积变化的趋势来看,低风险区、较低风险区、中等风险区面积逐年分别增加了1 122.91、3 581.10、21 698.83 hm²,较高风险区面积先增加后减少,总体增加了582 436.94 hm²,高风险区面积先减少后增加,总体减少了608 839.78 hm²,沱江流域土地利用生态风险整体上趋于减弱;总体来看,除较高风险区向高风险区少量转化外,其余均以较高等级风险区向较低风险区转移占比较多,风险区的转化均表现为相邻等级之间的互相转化,说明研究区生态风险变化相对稳定,没有急剧变化的区域。     

汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性

[目的] 研究汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性,不仅为区域生态安全及生态系统的可持续发展提供理论依据,也为经济带景观格局优化和土地资源合理配置提供理论支撑。[方法] 基于生态系统服务价值当量表,对汉江生态经济带土地景观格局及生态系统服务价值进行了评估,分析二者之间的内在联系,揭示景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化规律,探析了二者的互馈关系。[结果] ①1990—2020年汉江生态经济带景观破碎度逐渐增强,景观生态风险有微增现象;空间上呈现“上游低风险,中游中高风险与低风险相伴,下游高风险”的格局。②1990—2020年汉江生态经济带生态系统服务价值有微增态势,增加了86.6亿元,年增长率为0.06%,其中调节服务的贡献率高达66.8%,支持服务贡献率为22.2%;空间上呈现“上游山区为中高值区,中游中高价值与低价值相伴生,下游低价值”的格局; ③1990—2020年二者呈现负相关的波动性变化,低生态服务价值面临高生态风险,而高价值存在低生态风险,2005年以前显著性有所下降,2005年以后显著性有所上升。[结论] 总体来看,应重视该经济带的生态系统整体性,加强流域内部的有机协同发展,上游重视生物多样性保护,下游加强生态空间用途管制,综合提高经济带生态系统服务价值。     

基于景观格局的干旱区绿洲生态风险评价与管理——以青铜峡市为例

干旱区绿洲抗干扰能力弱,开展其生态风险评价具有的重要意义。以景观生态学理论为指导,选取青铜峡市作为研究对象,采用三期遥感数据,运用景观格局指数评估生态风险,并对生态风险指数进行空间化,绘制研究区2006年、2010年、2016年的生态风险空间分布图。在此基础上,结合空间统计法分析了研究区生态风险的聚集模式。结果表明:(1)研究期间,青铜峡市景观格局变化明显。耕地、水域和未利用土地的景观破碎度增加,大斑块破碎化趋势明显,区域的景观稳定性降低。景观格局指数的空间分布显示景观破碎度、损失度较高区分布在人口和经济活动聚集的绿洲核心区。(2)研究区的生态风险时空变化差异较大。其中高风险区面积减少最为显著,并随着风险等级之间的转换,中等风险区成为研究区的主要风险类型。生态风险呈现缓和趋势。(3)研究区的生态风险存在显著空间正相关,"低低"和"高高"聚集是主要的生态风险聚集模式,低值为高值包围或高值为低值包围的空间孤立点表现不显著,高低风险之间严重分化是研究区亟待解决的问题。     

基于景观结构的土地利用生态空间特征及风险评估——以怀来县为例

根据怀来县1995年、2003年、2010年3期遥感解译土地利用数据,利用景观损失度指数和景观脆弱度指数构建景观意义上的生态风险指数,应用Geoda,GS+以及ArcGIS等软件,将统计学方法与空间统计学方法(空间自相关)相结合,探讨怀来县景观生态风险的空间分布和变化特征。结果表明:研究期间各地类面积变化较为明显,耕地、水域以及未利用地等自然景观面积下降。建设用地和园地面积增加且表现出集中连片趋势,景观破碎度和景观分离度略有下降;整体上,怀来县生态风险呈现明显的圈层结构,主要由怀来县中部逐步向外降低。高生态风险区主要集中于沙城镇、土木镇以及孙庄子乡等地,1995—2003年生态风险等级上升的面积为96 698.25hm~2。2003—2010年生态风险上升面积明显减少,但高、较高风险区面积总体上仍趋于上升。研究结果为保障县域土地利用生态安全、制定合理的生态风险管理对策提供决策依据。     

生态移民安置区土地利用景观格局的稳定性研究——以宁夏回族自治区红寺堡区为例

[目的]探讨2005,2010和2015年3个时期红寺堡生态移民安置区土地利用景观格局特征,根据景观格局指数分析景观格局稳定性的变化,为生态移民后续产业发展提供参考。[方法]通过构建土地利用景观格局稳定性评价模型,利用红寺堡区2005,2010和2015年3期数据,从景观类型组成、斑块特征和景观异质性3个方面分析景观格局稳定性,并对主因子进行探测。[结果]近10a来,红寺堡区土地利用景观格局发生了较大变化,主要景观间的转换较为频繁,且表现为单向转换的特征;整体的景观格局稳定性下降,草地和耕地是红寺堡区主要的景观类型,是调控土地利用格局稳定性的主要组成部分。地理探测结果表明,面积、面积比、斑块个数、斑块数比、斑块密度、平均值和标准差在3个时期都对景观稳定性有较大影响,而其他指标的变动较明显,波动较大,整体上对景观稳定性的影响较小。[结论]2005—2015年,红寺堡区土地利用景观格局稳定性变化明显,不同时期、不同阶段的土地利用景观格局的稳定性变化也不相同。     

重庆市生态修复示范区土地利用景观格局分析

景观空间格局是生态系统或系统属性空间变异程度的具体表现,它影响着各种干扰的传播、物种的运动、土壤侵蚀等诸多生态现象。对重庆市巫溪县与璧山县生态修复示范区的土地利用景观进行空间格局分析。研究结果表明:(1)巫溪县的主要土地利用景观类型为灌木林地和山区旱地,璧山县则主要为丘陵区水田、旱地及有林地;(2)璧山县植被覆盖度较好,其自然生态系统较人工生态系统面积比例比巫溪县大;(3)巫溪县有占全县面积0.7%的裸岩石砾地及7.8%的坡度大于25°的旱地,表明巫溪县人为活动形成了大面积的坡耕地;(4)巫溪县复杂的山地地势及受干扰的退化系统,形成了其斑块面积变异性大、形状不规则、破碎化程度高的景观特点。     

湟水河流域景观格局与生态风险时空特征及驱动因子探测

[目的] 分析景观格局变化特征及景观生态风险时空演变规律与影响驱动因子,为流域综合治理,生态系统管理和可持续发展提供理论依据。[方法] 基于湟水河流域2000,2010,2020年3期土地利用数据,采用景观指数法构建流域景观生态风险评价模型,耦合ArcGIS 10.6,Fragstats 4.2,GeoDa 1.20讨论景观格局与生态风险的时空动态特征,利用地理探测器识别驱动景观生态风险空间分异的主导因子。[结果] ①草地和耕地是湟水河流域的优势地类,土地转移主要发生在耕地、草地和建设用地之间,城市扩张是近20 a土地利用变化的主要特征。②2000—2020年景观生态风险先增后减小,生态服务价值与景观生态风险表现出负相关性。③景观生态风险空间分布主要呈现“高—高”和“低—低”集聚,高程是导致景观生态风险空间格局分异的主导因子,因子交互作用对景观生态风险空间分异有增强效应。④景观生态风险空间格局具有明显的海拔梯度效应。可根据海拔梯度将湟水河流域划分为重点管控区、严格管控区和一般管控区。[结论] 生态治理和生态修复是湟水河流域景观生态风险指数下降的主要原因,不同生态风险空间管控区应采取差异化调控措施,土地利用优化管理与用途管制在生态风险调控中需高度关注。     

城市近郊区土地利用生态风险评价——以西安市长安区为例

分析了西安市长安区土地利用/覆盖时空格局变化,从土地利用视角,基于综合生态风险指标模型和土地生态风险指数模型,采用RS、GIS技术及空间自相关统计方法,对西安市近郊区长安区土地利用生态风险进行评价。研究结果表明长安区土地利用生态风险呈上升的趋势,综合生态风险指数从1985年的0.1952增加到2013年的0.248,土地生态风险指数在空间上呈现不均衡,高值区聚集于研究区北部的韦曲、郭杜及相邻乡镇,形成区域生态高风险区,低值区聚集于南部的东大镇、滦镇、五台乡和杨庄乡等乡镇,空间分布呈现明显的正自相关,1985年、2000年和2013年的全局自相关指数分别为0.4792、0.5007和0.5121。     

基于RS和GIS的黄河河口地区土地利用及景观分析

借助黄河河口地区1996年5月和2004年9月两期的遥感影像,结合监督分类和非监督分类得到了该区两期土地利用数据。在ARINFO软件中计算得到土地利用转移矩阵,并分析两期土地流向及变化度。同时求得能表示景观离散程度、破碎状况、景观形状和多样性的景观结构指数。通过分析指出了整个研究区域总面积有所减少,盐碱地改良后用于了鱼虾养殖,但仍有部分未利用地和水域盐碱化,整个研究区域景观类型丰富且均匀,但居民地和工矿业的发展引起局部破碎度加剧。虽然黄河三角洲还有进一步发展的空间,但部分生态环境指标的恶化需引起重视和保护。     

基于土地利用变化的民勤县土地生态风险研究

利用1987、2000、2008年民勤县TM遥感影像数据,基于GIS技术和统计分析方法,分析民勤县土地利用/覆被生态风险的时空特点和结构演变,并选取土地利用综合指数和景观格局指数研究土地利用变化对土地生态系统造成的风险进行评价。结果表明:民勤县土地利用/覆被存在的生态风险主要集中在草地和未利用地,两者的面积占研究区总面积的75%以上。耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是民勤县22年间最主要的土地利用变化。在人类活动对土地的扰动作用日益加强和区域经济社会发展目标趋同性的双重影响下,土地利用的广度和深度上不断增大,研究区斑块数量明显增多,景观破碎化程度加重,景观多样性指数和分形维数指数上升,土地生态风险程度增大。     

基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。     

黄土丘陵区土地利用变化动态与景观格局分析——以彭阳县为例

在退耕还林背景下研究土地利用/覆盖变化及其对景观格局的影响对宁南山区土地资源可持续利用和生态环境重建具有重要意义。以多时相Landsat TM/ETM 4期遥感影像数据为基础,借助GIS技术和景观生态学方法,分析彭阳县1991—2010年的土地利用变化动态及景观格局变化。结果表明:在研究时段内,彭阳县林草地面积持续增加的同时耕地和未利用土地持续减少;景观格局变化主要表现为景观破碎化程度、斑块混合分布程度、多样性指数和均匀度指数均呈先增加后减小的趋势,各斑块间连通性呈先减小后增加的趋势,景观形状趋于复杂;区域发展规划是该区2000年以后土地利用及景观变化的主要驱动力。