应用生态计量方法分析森林集水区之景观变迁

应用遥测、景观生态及计量方法,了解受自然及人为干扰后陈有兰溪集水区土地利用变迁趋势,及陈有兰溪集水区受自然及人为干扰后其土地利用变迁形态,以提供陈有兰集水区森林地之土地利用规划、管理及水土保育参考。结果显示景观生态指标可有效地表现出土地利用与覆盖之变迁情形,林地为该区域之基质,在各项干扰后有恢复的现象,草生地为残存嵌块体,在大小、形状和空间结构上皆有较大的变化,而农耕地面积有逐渐减少,且嵌块体变化有先破碎后聚成的现象。且崩塌地受干扰的情形较为严重,尤其是台湾“9.21”地震及桃芝台风,“9.21”地震使崩塌地细碎的增加,而2001年桃芝台风则是顺着台湾“9.21”地震所造成的崩塌地持续扩大,并拟进一步结合社会经济人文与自然干扰因子来评估森林景观之健康度。     

朱溪河小流域土地利用景观格局定量分析

朱溪河小流域属全国水土流失重点治理小流域,研究流域内的土地利用景观格局,对流域生态修复具有重要意义。基于“3S”技术,应用FRAGSTATS 3.3软件,分别从斑块类型水平及景观水平,对朱溪河小流域土地利用景观进行定量分析。结果表明:整个流域多样性指数和均匀度指数偏低,居民点及工矿用地、耕地、园地等受人类干扰程度较大的景观类型的破碎化程度较高,但无明显破碎化现象,流域景观比较完整。     

黄土区小流域植被演替空间的直观模拟

 现代流域管理和森林经营管理都要求对流域内以植被为主要类型的景观进行分析,并实现对流域植被未来演替格局的模拟预测。应用LANDIS景观模型对黄土区小流域次生林进行未来500 a的演替格局模拟,结果表明:油松是针叶树中的优势种,辽东栎是阔叶树中的优势种;油松在研究区内分布面积最大的时间保持430 a,辽东栎分布面积最大的时间保持70 a;阔叶树种相对聚集度指数的变化幅度大于针叶树种;随着模拟年代的推衍,树种年龄结构发生显著变化,呈现出复杂多样的异龄林空间分布格局。     

山地流域治理的景观生态规划

在分析山地流域景观构成基础上 ,应用景观生态学原理 ,提出了景观生态规划的目标 ,并详细阐述了山地流域规划时应遵循的原则 :(1)维护和恢复流域的整体生态功能 ;(2 )构建优化的景观结构和格局 ;(3)维护景观稳定性 ;(4)维护生物多样性 ;(5 )维护景观异质性 ,并提出了实现这些原则的方法和途径     

黄土高原小流域尺度土地利用景观格局指数的粒度效应

以黄土高原上黄小流域1982-2008年的6期土地利用矢量图为基础,运用GIS和Fragstats软件计算并研究了黄土高原小流域尺度下景观格局指数随粒度增加的变化特征。结果表明,上黄小流域土地利用的大部分景观格局指数存在粒度效应。根据景观格局指数随粒度增加所表现的变化趋势可分为5大类型;就1:1万比例尺下的土地利用类型/景观图而言,其景观格局指数的适宜粒度范围为5~15m,其粒度效应主要受制图比例尺控制而与土地利用变化关系不大。     

景观格局变化下陕西汉江流域生态价值与风险的相关性研究

陕西汉江流域是"南水北调"中线工程的主要水源地,属于国家重点生态功能区。研究流域内景观格局的时空变化特征、生态系统服务价值和景观生态风险的相关性,对保持流域内生态系统稳定性、保障流域生态安全具有指导意义。基于2000年、2005年、2010年、2015年、2020年陕西汉江流域5期土地利用数据,采用景观格局指数计算、生态系统服务价值评估、景观生态风险评估等方法,研究景观格局变化下生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变机制及空间相关关系。结果表明:(1)2000—2020年,流域内景观格局斑块破碎程度降低、异质性和连通性减弱、多样性增加,各地类景观向复杂化方向发展;(2)研究时域内,研究区ESV总体增加5.23亿元,气候调节价值最高,占比41.70%,以较低和中等价值等级为主,占比约61.62%;(3)研究时域内,研究区ESR整体呈小幅减少趋势,降幅1.40%,以较低和中等生态风险等级为主,占比约61.55%;(4)陕西汉江流域生态系统服务价值与生态风险之间存在显著负向空间相关性。景观格局变化使陕西汉江流域生态系统服务功能升高,生态风险降低,两者空间自相关性减弱。     

蔡家川流域景观自然度研究

在借鉴国内外生态干扰度等相关研究成果的基础上,针对晋西黄土区蔡家川流域景观格局,提出了流域景观自然度概念,并确定相关空间图示表达以及分级量化分析方法。蔡家川流域呈现出以有林地为基质,灌木林、荒山和农地等斑块相问分布的景观格局。流域上、中、下三段之中,中段的破碎化程度最高,异质性最大,边缘效应强烈,斑块类型分布均匀。流域下段斑块破碎化程度减小,但天然起源的景观类型面积减少,人工起源和人为干扰成分较高的景观类型面积增加。流域上段较低的边缘效应,使之具有良好的生境质量和较高的生物多样性。流域自上而下表现出以人为影响为主要因子的生态干扰程度不断增强,自然景观减少,而半自然景观和人为景观均呈增加趋势。     

快速城镇化地区景观格局变化对水生态系统服务的影响

探究快速城镇化流域景观格局变化的水生态系统服务响应机制,对流域景观规划和生态系统服务提升具有重要意义。以太湖流域为研究区,基于土地利用数据,综合景观格局指数、应用SCS与InVEST、偏相关分析等模型与方法,在刻画景观格局以及雨洪调节、水土保持、水质净化3种典型水生态系统服务的空间分异特征基础上,重点探讨子流域尺度上水生态系统服务对不同景观格局特征的响应关系。结果表明：景观组成和配置对3类典型水生态系统服务的影响中,大部分结论与现有研究结论或认识一致,但也发现太湖流域耕地、林地景观斑块形状复杂程度均能改善河流水质,子流域中的湿地稀少斑块有利于减少面源污染。控制耕地规模、优化耕地与水体距离、减少坡耕地可以有效提升3种水生态系统服务;增加滨水地带林地面积并提高其斑块边缘密度、增加子流域湿地、草地比重有利于更好地控制水体污染;湿地、草地这类关键少量的景观类型的增加是提高水质净化服务最有效的途径。为更全面准确地刻画格局与水生态系统服务的响应关系,还需在生态系统服务流、非线性关系和阈值、不同格局特征对服务的相对贡献等方面开展深化研究。     

退耕还林（草）对农牧交错区小流域景观格局的影响——以神木县六道沟小流域为例

为了解退耕还林（草）工程对黄土高原农牧交错区小流域土地利用及景观格局的影响,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,选择景观格局指数,对研究区退耕还林（草）前（1995--2002年）后（2002--2010年）的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明：1）退耕还林（草）前,景观格局变化幅度较小,具体表现为研究区面积比例、聚集度指数以及各景观类型的变化幅度比较小,退耕还林（草）后,小流域景观格局发生了剧烈演变,具体表现为耕地面积比例急剧减小,林草地面积比例迅速增加以及斑块边界复杂性下降;2）1995--2010年,研究区景观蔓延度指数从46．26升高到47．54,多样性指数从1．67下降到1．65,从以耕地、草地和林地为主的景观生态系统转变为以草地和林地景观为主的景观异质程度较低的景观生态系统;3）退耕还林（草）工程是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。     

小流域土地整理与农村经济可持续发展研究——以云南省牟定县飒马场小流域为例

土地整理是实现土地可持续利用的重要途径,景观整理和生态整理是国际国内土地整理发展的趋势。首先从论述小流域土地生态系统的特点入手,提出以水土流失综合治理为核心内容的小流域土地整理是一种综合整理或者叫小流域土地景观整理,并据此确定小流域土地整理的目标和内容;其次,根据云南省牟定县飒马场小流域土地整理翔实的调研资料,分析小流域土地整理在改善农业生态环境,促进区域农业和农村经济可持续发展中的作用;最后,提出进一步搞好小流域土地整理的运作模式。     

河流生态系统修复的时空尺度探讨

在对尺度特征进行论述的基础上,详细探讨了河流生态系统修复的时空尺度。时间上,可分为短、中、长与极长4个尺度,修复对象达到稳定状态所需时间越长,所需选择的时间尺度越大,河流生态系统修复一般关注的是短、中与长3个时间尺度。空间上,分为区域、流域、河流廊道与河段4个尺度。区域尺度上,重点是优化社会经济干扰源,分散对河流生态系统的干扰强度;流域尺度上,注重把握流域的整体性,注重累积效应,土地利用变化、景观格局与过程等;河流廊道尺度上,以加强纵向、横向与垂向的联系为目标;河段则是修复活动的操作单元,强调工程与设计。     

不同地貌类型下景观格局对土地利用方式的响应

地貌条件是影响局地人类土地利用意识形成最直接、最关键的因素，由此形成的土地利用空间格局不仅在景观尺度上反映了人类对自然生态系统的影响程度，还是对自然、社会经济条件及政策的响应。该文选取重庆市沙坪坝区青木关镇、凤凰镇为研究区，调用其土地利用现状数据库，重新划分土地利用类型，提取景观格局指数，分析与探讨不同地貌条件下景观格局对土地利用方式的响应。结果表明，不同景观类型在同一地貌区内的格局特征不同，同一景观要素在不同地貌区的空间格局也有差异；中丘地貌区内土地利用类型多样，景观类型的本底不明显，受外界影响与干扰大；浅丘地貌区以耕地(水田和旱地)为本底，其他景观要素镶嵌于这一本底，受外来干扰强烈，斑块间差异较小，景观破碎化程度高，自身生态系统的稳定性和抗胁迫能力降低，是未来土地利用类型间的转换与生态环境变化的敏感区；低山地貌区由于受人类土地利用活动干扰逐渐减弱，正逐步向自然状态过渡。     

三江平原现代农业区景观生态安全时空分异分析

作为与自然关系紧密的生态产业,现代农业不仅是经济社会发展和粮食安全保障的基础,其生态安全也是生态文明建设的重要内容。该研究以位于中国三江平原现代农业区的国营友谊农场为研究区域,以1984年、1995年、2004年和2014年4期Landsat TM/OLI影像为主要数据来源,以景观格局安全指数和生态质量指数为变量构建现代农业区景观生态安全评价模型,对近30 a来研究区的景观生态安全时空分异进行分析。结果表明:研究区景观生态安全格局变化明显,4个时期研究区的景观生态安全指数依次为0.65、0.57、0.55和0.60,整体呈现出先下降后回升的趋势;景观生态安全值的空间集聚性呈先增加后降低的趋势,生态安全分布的热点和冷点面积比例持续降低,不显著区域的面积比例持续增加。研究结果一方面说明农业开发对景观生态系统具有一定的负面影响,另一方面也说明积极的土地整治对景观生态安全具有促进作用,为此,后续的土地整治工作应在促进现代农业发展的同时,保障土地资源的可持续利用。     

土地复垦矿区的景观生态质量变化

为揭示土地复垦对矿区景观生态状况的影响,以徐州市贾汪矿区为例,运用RS、GIS和景观生态学方法,从生态系统稳定与干扰程度2个方面构建景观生态质量评价模型,并分析评价了该区的景观生态质量及变化。研究结果表明:2001-2010年间,贾汪矿区景观生态质量发生了明显变化,总体呈变好的趋势。2001年和2010年景观生态质量达到稳定和较稳定的面积分别为49994.86和56160.31hm2,2010年比2001年增加了6164.45hm2;从总体变化看,变好和略微变好的地区约占28.23%,主要分布在破坏较少的山区和煤矿复垦区,表明土地复垦工程对矿区生态环境起到了一定的改善作用。变差和略微变差的地区约占19.44%,表明部分地区生态环境质量仍在下降,主要由于城镇化的快速发展,煤炭开采的继续,环境保护措施不及时以及复垦地区的二次塌陷、治理标准低等原因。因此,需加大对生态脆弱区的环境保护,完善矿区复垦技术规程,制定生态修复策略,从而实现矿区土地的可持续发展。     

山区小流域景观格局变化及其水土流失效应

景观格局变化及其生态效应分析是景观生态学研究的热点之一.以锦云川小流域1996～2004年土地利用分布图为基础,通过选取和计算景观格局指数分析了该流域8年来的景观格局变化及其生态效应.结果表明:疏林地、未利用土地面积减少外,有林地等斑块面积都有所增加,8年来流域内的斑块总数量明显增加,其中水浇地和建设用地等数量明显增加,有林地等斑块数量明显减少,破碎度指数降低;小流域景观多样性有所增加,表明景观的异质性程度提高,土地利用向着多样化均匀化方向发展,水土流失得到有效控制,生态环境有所改善.     

参与式农村评估(PRA)在流域景观格局研究中的应用——以晋西黄土区吉县蔡家川为例

 参与式农村评估(participatoryruralappraisal,PRA)是国际上20世纪90年代初发展起来并迅速推广运用的农村社会调查研究方法,其核心是一个在外来者与当地人之间相互沟通和对话的过程。在山西省吉县蔡家川流域应用PRA,对流域景观格局及其影响因子进行尝试性研究,主要采用PRA的半结构访谈、问题树等方法,调查分析当地社区信息,结合地理信息系统的空间数据管理功能,完成相关数据的集成及图示表达,此外,还选取部分景观组分进行格局分析。结果显示:PRA为人为因子信息获取及相关评价分析,提供了一个主动而有效的途径,它与地理信息系统和遥感的结合,有助于科学合理地诠释与解析现状格局成因及预测未来演变趋势。在蔡家川流域,近期导致景观格局变异的主要人为干扰,是由外来利益群体的直接行为与本地核心问题———“缺水”共同作用而形成的。     

非统计学方法在景观格局变化研究中的应用

景观格局变化的驱动力和生态环境响应研究中,通常存在着数据具有不确定性,时间序列样本量不足和"噪声"干扰等问题.系统阐述了灰色分析、最大似然法、Panel Data模型的原理和应用背景,并选择洞庭湖流域的年入湖径流量变化,湘水流域景观格局变化的水文响应,以及洞庭湖流域景观格局变化的驱动力等作为实证分析对象.结果表明,灰色分析、最大似然法和Panel Data模型不但可以有效解决上述问题,而且通过与经典统计学方法相结合,还能使研究效率进一步提高,研究结论更加科学、直观.     

南京仙林新市区景观生态质量变化研究

城市化对生态环境的影响日益显著,探讨城市景观格局变化对生态质量产生的影响成为重要的基础性问题之一。选取南京仙林新市区为研究案例,在理解与认识研究区域景观结构和格局特征的基础上,综合考虑景观干扰和稳定性,构建景观生态质量评价模型,利用RS和GIS技术构建各指标空间分异图来揭示城市化影响下景观生态质量时空变化特征。结果表明:（1）2003—2009年间,研究区景观干扰程度日益加大,干扰程度处于4级和5级的面积增加89.34%,景观空间异质性分异明显;（2）受城市化影响,景观稳定程度降低,稳定程度处于4级和5级的面积减少83.11%;（3）研究区景观生态质量总体呈降低趋势,景观生态质量处于4级和5级的面积减少82.25%,并且随着城市化影响强度加大,其景观生态质量降低程度更加明显。     

基于四象限模型煤粮复合区景观生态质量时空变化及影响因素

在煤粮复合区,煤炭开采通过影响区域的景观格局,不断地冲击着原有农业景观生态系统的功能和过程,对该区域的景观生态质量及其影响因素进行分析对于矿区生态治理具有重要的理论意义和实践价值。该研究以河南省辉县市赵固煤矿为例,以行政村为评价单元,采用四象限模型对研究区景观生态质量进行了综合评价。结果表明:1)受煤炭开采活动和土地生态整治的影响,2008—2016年,研究区耕地面积总体上呈现先减少后增加的变化趋势,耕地主要向建设用地和水域转移。建设用地呈现先增加后减少的变化趋势,建设用地主要向水域和耕地转移。2)研究区的景观稳定性指数呈现先减少后增加的变化趋势,而景观干扰性指数呈现先增加后减少的变化特征。3)研究区景观生态质量在时间尺度上呈现“良好—较差—较好”的变化特征。2008年,矿井建设及开采初期研究区景观生态质量整体上较好。随着开采活动增强,到2011年研究区景观干扰程度增加和稳定程度降低,造成区域景观生态质量下降。2014年后大规模土地复垦使研究区土地利用率增加,大面积沉陷水域改善了区域景观结构,景观系统稳定性增加。4)在空间尺度上,受开采活动和土地生态整治的影响,矿区采点附近村庄景观生态质量呈现先变差后好转的变化趋势,远离矿区开采点的村庄有略微变差的趋势。总体上,与2011年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积增加,质量为差的村庄数量和面积减少,但与2008年相比,2016年质量为优的村庄数量和面积仍是减少,质量为差的区域的村庄数量和面积仍是增加,表明研究区景观生态质量虽有所改善,但仍未恢复到受扰动前的景观生态质量水平。     

基于景观格局的榆阳区生态脆弱性评价

为了定量评价榆阳区生态脆弱性的空间差异,为区域土地利用规划和环境保护提供依据,选取景观分维数、破碎度、连通性和优势度4个景观格局指数,以及人类活动干扰强度、地形指数、景观与荒地的邻接度,从生态系统压力度、敏感性和恢复力3个方面出发构建生态系统脆弱度评价模型,对榆阳区主要的生态系统及各乡镇的生态脆弱性进行了综合定量的分析和评价。结果表明:各生态系统中,水体的生态脆弱性最高,为0.319 3,草地和林地次之,分别为0.095 9,0.068 4,耕地最低,为0.047 4;24个乡镇中,小纪汗乡、榆阳镇、鱼河镇和鱼河峁镇最高,分别为0.056 6,0.058 8,0.057 5,0.059 9,岔河则乡最低,为0.019 8;空间上,生态脆弱性由中部向东、西两个方向逐渐减弱;从区域上来看,生态脆弱性南部黄土丘陵沟壑区>中部过渡区>风沙草滩区;景观分布格局,地形,矿区、居民点等人为干扰是影响生态脆弱性空间分异的主要原因。