普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变

为探析湖泊流域景观格局及生态风险时空演变规律,改善流域生态环境以及降低流域生态风险,以普者黑湖流域为研究对象,并以6期(1990年,1995年,2000年,2005年,2010年和2015年)遥感影像为基础,基于景观干扰度指数和景观损失度指数构建景观生态风险指数,借助Arc GIS地统计学中的分析方法,对普者黑湖流域景观格局及生态风险时空演变进行分析。结果表明:(1)1990-2015年普者黑流域景观结构发生了较大变化,农地和林地的干扰度较高,建筑用地、园地和湿地的干扰度次之,未利用地的干扰度较小,干扰度指数仅为0.208 7~0.218 0,其中农地干扰度波动较小,其变化范围为0.375 8~0.379 6,建筑用地的干扰度指数波动较大,变化率为-14.10%。(2)20 a来,普者黑流域不同土地利用景观损失度变化显著,其中农地和未利用地损失度较大,依次达到0.542 2和0.551 4,湿地、建筑用地和林地次之,园地损失度最小,损失度指数仅为0.119 7。(3)1990-2015年研究区生态风险空间分布差异较大,1990-2005年较低生态风险所占比例最大,而2005-2015年期间生态风险主要表现为中生态风险等级,生态风险在缓慢增加;流域生态风险时空分布与土地利用强度及人类活动关系密切,加强流域土地综合治理和人类活动调控,促进流域社会、经济与生态保护协同作用,实现区域可持续发展。     

基于景观格局的新疆渭干河-库车河三角洲绿洲的生态风险评价

【目的】评价新疆渭干河-库车河三角洲绿洲生态风险,对绿洲生态环境保护与管理提供参考。【方法】以渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,利用1989,2001,2007,2013年4个时期遥感图像作为数据源,将研究区分为耕地、林地、草地、水体、盐碱地、未利用地及其他6种景观类型,计算各类型景观格局指数及生态风险指数,将研究区划分为低、较低、中等、较高、高生态风险区,之后采用地统计学的半方差法对研究区生态风险空间变化特征进行分析。【结果】1989-2013年,耕地和盐碱地面积呈增加趋势,而其他景观类型面积均有所减少。1989年,研究区低、较低、高风险区域面积所占比例较高,分别为20.7%,28.1%,20.7%,而2001,2007,2013年研究区以低、较低风险区面积所占比例较高,二者之和分别为55.3%,49.6%,71.8%。【结论】1989-2013年,渭干河-库车河三角洲绿洲的景观类型没有变化,但各类型景观面积都有变化,绿洲的生态风险程度总体上呈现降低的趋势。     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据。以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsat OIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析。结果表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2)2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关。北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势。     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据.以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsatOIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析.结果 表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2) 2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关.北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势.     

云南省澜沧江流域景观生态风险评估及影响因素研究

云南省澜沧江流域是云南省景观生态建设和修复保护的重点区域,也是国土开发和经济发展主要的南北轴线,兼顾生态与经济两大建设性任务,如何在维持区域生态安全的前提下进行区域开发是区域发展所要解决的重要问题。本研究以云南省澜沧江流域为研究区域,选取2010年、2015年、2020年3个时间节点,计算得出景观生态风险指数,并分析其现状及演变情况;结合影响因素提出调控措施。结果表明：2010—2020年研究区流域景观生态风险水平持续上升,高等级生态风险区域面积不断扩大;其中,2010—2015年期间呈现两极化扩张趋势,高风险和低等级风险区域均有较大的面积增长,2015—2020年则表现为高等级风险区域面积持续性扩大,总体呈现出生态恶化趋势。自然因素决定了研究区景观生态风险的基本格局,但向高等级生态风险转移地区社会经济因素占主导地位;提出实现研究区生态建设与经济建设协同发展的导向性建议。     

北京明长城沿线景观生态风险评价

为了解北京明长城沿线周边地区的生态风险状况,以北京市长城普查数据和近期森林资源调查数据为数据源,通过构建景观生态风险指数,以2km×2km的网格进行系统采样,借助空间自相关和半方差分析方法,探讨北京明长城两侧3km范围内的景观生态风险状况。结果表明:各景观类型中,灌木林地所占面积比例最高,达26.58%,但其生态风险程度也最高,无立木林地破碎度和分离度最高,所受干扰程度和自然损失度也最大,农地斑块形状最复杂。研究区生态风险分布存在明显的尺度效应,存在一定数量的高风险和低风险聚集区,聚集现象显著,具有较高的空间相关性,其中高风险区域主要位于八达岭、黄花城、慕田峪、金山岭以及司马台等著名长城段;同时,生态风险在空间上表现出以怀柔东南部与密云接壤处为中心,向研究区东西两侧风险逐渐递减的圈层结构特征。研究区整体风险以中等偏下等级为主,但较高和最高等级风险所占的面积比重达到21.09%,不容忽视。本文较为详细地分析和介绍了北京明长城周边地区的生态风险状况,为日后生态环境的保护和规划建设提供参考。      

重庆市江津区土地利用景观干扰度时空变化

以重庆市江津区2007、2010、2015、2018年4期土地利用数据为基础，基于景观干扰度指数，借助ArcGIS空间分析功能，研究江津区不同土地分区景观干扰度时空变化，旨在为江津区合理利用和保护土地资源提供理论依据。结果表明:1) 2007-2018年江津区景观干扰度先增加后减小，2015年是干扰度变化的转折点；2007-2015年中、高景观干扰度范围持续扩张，景观干扰度呈增加趋势；2015-2018年中、高景观干扰度范围缩减，景观干扰度呈下降趋势。2) 研究期内江津区景观干扰度北部城镇高度发展区（Ⅰ区）＞中部传统农业发展区（Ⅱ区）＞南部农林生态涵养区（Ⅲ区），Ⅰ区主要以低、中干扰度为主，面积总比例达67.65%，干扰度变化最大，Ⅱ区低干扰度占优势，面积占比达56.75%，Ⅲ区是极低干扰度占比最大的区域，总比例接近30%。3)景观干扰度空间分布受坡度影响，低干扰度在各坡度范围内面积占比均较大，中干扰度主要在Ⅰ区和Ⅱ区S≤15°的范围内，面积占比均接近30%，高干扰度在Ⅰ区2°＜S≤25°的区域分布广泛，总比例近30%，在Ⅱ区和Ⅲ区所占比重较小，均在10%以下。为实现区域可持续发展，Ⅰ区和Ⅱ区应注重土地的集约利用，提高耕地质量，Ⅲ区应重点实施退耕还林，保护生态环境。     

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     

基于PLUS模型的山区城镇景观生态风险动态模拟

  目的  探究山地重点开发区景观生态风险时空演变特征,模拟预测景观生态风险变化趋势,为缓解中小城镇生态保护和建设开发矛盾、促进中小城镇土地资源可持续利用、发挥中小城镇区域中枢功能、推动区域高质量发展提供支持。  方法  以2000、2010、2020年土地覆被数据为基础,运用基于景观格局指数的景观生态风险评价模型,揭示云南省安宁市景观生态风险时空演变特征,并采用在FLUS模型基础上改进的PLUS模型动态模拟预测安宁市2030年不同情境下景观生态风险空间分布特征和变化趋势。  结果  2000—2020年,研究区人造地表面积呈上升趋势,耕地、草地、灌木地、水域面积总体呈下降趋势,林地面积相对稳定;景观生态风险值空间集聚状态明显,但集聚程度呈下降趋势。景观生态风险等级整体以中等生态风险、较高生态风险为主,占总面积的59.76%~52.95%;2030年3种不同情景中生态保护情景下的高生态风险区面积最小,低生态风险区面积最大,恶化区最少。  结论  山区中小城镇生态风险管控和建设开发矛盾明显,生态风险时空分布特征与人类活动干预强度密切相关,高生态风险区主要分布于各街道城镇扩展的边缘地带,应重点关注城镇用地扩张所导致的景观类型结构及其生态风险的动态变化;基于生态保护情景的安宁市景观生态风险空间分布特征和变化趋势更接近生态安全格局优化路径,更符合安宁市区域经济社会的高质量发展。图5表5参30     

基于景观异质性的云南省红河县生态风险评价研究

【目的】对云南省红河县的生态风险进行评价.【方法】以云南省红河县景观生态系统为研究对象,借助GIS技术,应用多样性指数、分离度指数、破碎度指数、分维数倒数等一些基于异质性的指标对各研究单元的景观干扰度和景观脆弱度进行特征化分析,并以此为依据,确定风险受体、生态终点,进而计算各研究单元的生态风险值并对其评价.【结果】研究区域各单元破碎度介于0.1~0.4之间,多样性介于0.75~1.36之间,均匀度指数介于0.38~0.65之间.整个研究区域生态风险值介于4.22~13.6之间,迤萨镇最大为13.6,石头寨乡最小为4.22;红河县高、较高等级的风险区占到全县面积的36.9%.【结论】云南省红河县生态风险防范的任务相对繁重.     

露天矿区景观生态风险空间分异

以露天矿区为研究对象,评价矿区景观生态风险,并采用ESDA方法定量研究矿区生态风险空间分异特征.结果表明,矿区景观生态风险空间分布以高风险区域为核心,由高到低呈环形包围特征.其中,高风险主要分布在矿业生产及城市生活区域,以土地破坏、压占及城市建设为主要风险来源;中等风险主要分布于自然、半自然功能区,以城市生活与农业生产为主要风险来源;低风险区域以林地、荒草地等植被覆盖区域为主,但大面积植被退化、水土流失导致该区域生态基底较差、环境脆弱,加之露天煤矿作业频繁,整体生态环境质量堪忧.同时,不同功能区的风险高低排序(人工区＞半自然区＞自然区)特征符合常规的区域生态风险等级差异规律.此外,基于ESDA分析矿区景观生态风险,其空间自相关性高达0.7521,风险的空间集聚效应明显;而对比矿区景观生态风险的空间分异特征发现,景观干扰度是高、低风险区域的主要驱动因子;而景观脆弱度则是中等风险区域的驱动因子;基于以上研究结果可对矿区环境管理和风险决策提供一定的数据支撑和理论依据.     

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。     

基于GIS和Fragstats的城市绿地景观格局动态变化研究——以新疆乌鲁木齐市为例

选取乌鲁木齐市中心城区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、高新区)为研究靶区,以2008、2013、2017年的Landsat遥感影像为数据源,运用Envi、ArcGIS以及Fragstats景观格局分析软件,对2008—2017年研究区生态类型格局面积变化及转移矩阵进行分析,并选取7个景观特征指标,即绿地斑块面积、斑块个数、斑块密度、平均斑块面积、斑块形状指数、斑块类型占景观面积比例、斑块聚集度,进行了定性与定量分析。结果表明:城市绿地景观转入量主要来自裸地及农田,绿地面积从2008年的90.38 km~2增加至113.34 km~2,2017年绿地面积相较2013年增加了22.96 km~2,面积所占比例增加了2百分点。研究区绿地景观破碎化程度总体呈上升趋势,其中高新区绿地面积较小,斑块个数最多,斑块密度最大,破碎化程度最高,绿地生态功能较弱。绿地斑块形状及绿地景观结构的复杂性总体呈现增加的趋势,城市绿地景观受人类活动影响明显,其中因水磨沟区部分山区绿地景观连通性较强、破碎度小,城市绿地聚集度最大。针对这些问题提出绿地优化建议,为研究区城市绿地景观优化及生态环境的改善提供参考,同时为乌鲁木齐市创建"国家生态园林城市"这一目标提供一定理论依据与决策支持。     

准东开发区景观格局动态变化特征研究

景观空间格局分析不仅有助于探讨景观格局与生态过程的关系,而且对于建立区域生态廊道,提高生物多样性,增强景观的连续性具有重大意义。本文以2000年、2005年、2010年和2015年土地利用数据为基础,选取景观多样性、景观蔓延度等8个景观指数,分析了准东开发区景观格局演变情况。结果表明:15年间,研究区城镇动态变化度为48.43%,城镇化扩张明显,荒漠景观面积减少,主要转化为城镇、草地和农田等景观;研究区景观多样性指数上升、景观蔓延度指数下降,说明景观破碎化程度增加,景观生态风险增加。     

2000-2020年贵州省景观生态风险评估

【目的】探究贵州省景观生态风险时空变化规律。【方法】基于2000、2005和2010年贵州省土地利用数据,利用Markov和CLUE-S复合模型模拟出2020年土地利用状况,并以2000、2010和2020年土地利用数据为基础,通过景观结构构建景观生态风险指数,定量评估了研究区景观生态风险。【结果】结果表明:12000-2020年,研究区景观生态风险水平不断降低。研究区中东部和西部分别以等级较低的生态风险和等级较高的生态风险为主;2低生态风险、较低生态风险和中等生态风险之间转换是该区景观生态风险类型变化的主要特征。生态改善区和生态恶化区分别分布在研究区中部和西部,且都呈增长趋势;3地形起伏梯度上,各景观生态风险类型集中分布于3级以下,整体上呈现出1级>3级>2级>5级>4级的特点,且生态风险变化集中在1级、2级和3级。【结论】研究区景观生态风险趋于改善。自然条件优劣、人口压力以及退耕还林政策是影响研究区景观生态风险时空变化的重要因素。     

基于景观结构的延河流域生态风险评价

本研究基于景观结构指数和生态脆弱度指数构建生态风险评价模型,综合评价了延河流域生态风险状况及空间分布特征,并提出了相应的风险管理对策。结果表明,流域中以裸地的景观结构指数最大,受人类活动干扰程度较大,水域次之,灌丛最小;流域生态风险空间分异明显,流域中部生态风险等级较高,并以此向外围呈递减趋势;生态风险分布与景观类型关系密切,建筑工矿用地、旱地和水域等景观生态风险等级较高,草地和灌丛生态风险等级较低;要因地制宜地实施生态风险管理,确保流域生态系统稳定,降低生态风险威胁。     

基于移动窗口法的绿色基础设施时空分异研究——以四川天府新区及协调管控区为例

绿色基础设施（GI）可以为区域生态保护和恢复确定关键点，减小行政边界给生态网络完整性带来的影响，为区域景观生态保护决策提供重要参考。利用2010、2014、2019年3期Landsat遥感影像，以ENVI5.3、ArcGIS10.6、Frastats4.2为数据处理平台，运用形态学空间格局分析法、转移矩阵模型和基于标准法与移动窗口法的景观格局指数，对四川天府新区及协调管控区的GI时空分异特征进行分析。结果表明，2010-2019年研究区GI网络结构要素中近1/2的核心消失，多转换为结构连通性高的要素类型和非GI，连接桥呈现先减少后增加趋势；其中北部和西部的片区非GI增长更显著，而南部和东部的片区GI生态网络得到更有效保护。2010-2019年研究区GI斑块密度、面积加权平均形状指数、香农多样性指数呈上升趋势，最大斑块面积指数、蔓延度指数呈下降趋势，2014年后变化加剧；北部和西部的片区GI景观破碎化和多样性高于南部和东部的片区。以GI时空分异影响机理为切入点，提出各片区GI生态网络保护建议和协同合作策略。     

基于多时相遥感的露天铁矿及其周边植被动态变化特征分析

以新疆某铁矿及其周边区域作为研究对象,运用2007—2016年多时相TM/ETM+、OLI影像,分析铁矿及其周边区域植被覆盖度指数(fractional vegetation cover, FVC)及植被生长状况指数(vegetation condition index, VCI),评价研究区植被覆盖度、植被生长状况时空变化特征及铁矿开采对周边环境的影响,为矿区环境治理提供决策支持。结果表明,FVC及VCI指数能够较好地反映出研究区植被覆盖度及植被生长状况等级不高且铁矿区域几乎无植被生长的实际状况,为研究区生态风险防范提供理论支持。2007—2016年,研究区整体植被覆盖度及植被生长状况呈波动上升趋势,较低植被覆盖度等级和植被生长状况较差等级同时向较好等级发展。FVC及VCI较高等级主要分布在南坡及西南坡。但铁矿面积逐年增大,铁矿开采对其所在区域及周边区域造成了严重的植被退化和生态破坏,极易导致水土流失及山体滑坡等灾害的发生,应及时采取防控措施。     

汉江上游铁矿尾矿库区土壤重金属污染分析

应用地累积指数法和生态危害指数法对汉江上游某铁矿尾矿库区周边土壤重金属污染特征和潜在生态环境污染风险进行了研究。结果表明尾矿库区土壤中重金属除Ti外均超出当地土壤背景值,以Cd超标最严重(超标12倍);形态分析表明Fe、Ti、As、Hg的主要存在形态是残渣态,Mn的可交换态和碳酸盐结合态所占比例最高(均值24.07%),Zn的易还原态所占比例最高(均值22.07%),Ni和Co的易氧化态所占比例最高(均值分别为28.99%、25.46%);地累积指数法评价表明尾矿库区土壤Hg和Cd达到中-强污染等级,As和Co属中度污染等级,Fe、Zn、Mn、Ni以无污染-中污染为主,其余金属无污染;生态危害指数法结果显示Cd和Hg的生态风险等级为极强,As生态风险等级为中等,其余元素生态风险等级为轻微,尾矿库采样区域整体处于很强的生态风险等级,尤其需要加强对Cd、Hg、As的污染防治。