基于RS和GIS的城乡结合部景观格局动态演变分析——以济南市历城区为例

综合运用RS、GIS及景观生态学的理论和方法,对济南市历城区1993年TM、2001年ETM、2009年TM遥感影像进行分类,分析了研究区在类型和景观2个水平上的景观格局及其动态变化。结果表明:16年间,研究区的景观格局变化显著。①从斑块类型水平上看,耕地、林地和草地的面积不断减少,其中耕地面积减少最多,由1993年的488.15 km2减少到2009年的324.37 km2,减少了33.56%,斑块数目增多,破碎化程度增加,连接性降低;建设用地空间格局呈现扩展趋势,面积显著增加,增幅达147.05%,斑块结合度指数增大,连接性增强。②从景观总体水平上看,斑块个数、蔓延度指数、周长-面积分维数都呈下降的趋势,斑块形状趋于简单,香农多样性指数、香农均匀度指数、分离度指数都呈上升的趋势,景观异质化趋势上升。说明随着社会经济的迅猛发展,人类对景观空间格局的影响程度将不断加深。     

基于3S技术的北京市植被覆盖空间格局变化研究

处理三期Landsatrim影像,计算NDVI,利用等密度模型提取植被覆盖度并通过计算景观指标对植被覆盖变化分析。分析表明：北京市植被覆盖程度整体呈下降趋势。全植被覆盖斑块面积整体下降,分布趋于离散;高植被覆盖斑块面积减少,形状趋于复杂;中植被覆盖斑块面积整体增加,有团聚分布趋势;低植被覆盖斑块面积显著增加,有团聚分布趋势;无植被覆盖斑块面积稍有上升,破碎度高,有团聚分布趋势。     

扎龙自然保护区景观格局变化及其驱动机制

运用3S技术,利用6幅Landsat TM图像数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用ArcGIS以及Fragstats,分析了扎龙自然保护区1950-2004年间景观格局的变化。结果表明:(1)扎龙自然保护区呈现出以沼泽地为基质的草地、耕地和未利用地等相对为主体的交错景观格局,其余景观类型呈补丁状散布。(2)1950-2004年的54 a中,扎龙自然保护区的草地面积急剧减少,水域、林地、沼泽地、未利用地、住宅用地、耕地面积都呈波动性增加,其中未利用地和耕地面积增加显著。(3)斑块数量变化显著,总的斑块数量呈先增后减再增的趋势,其中林地、未利用地、耕地3种景观类型斑块数量增加明显,水域、沼泽地斑块数量下降显著。(4)景观多样性指数和景观均匀度指数值呈先增加后减少再增加的趋势,景观优势度指数值的变化趋势刚好与之相反。表明扎龙自然保护区的主要景观类型沼泽地和草地对整个景观的控制力越来越弱。(5)景观分离度和景观破碎度的变化趋势完全一样,都是呈先增后减再缓慢上升的趋势。受人类活动影响较大的林地和住宅用地的景观分离度和景观破碎度值较大,而沼泽地和草地等自然特性较强的景观类型的分离度和破碎度值较小。(6)气候变化、人口增长和工程建设是扎龙自然保护区景观格局发生变化的主要驱动力。总之,要实现扎龙自然保护区的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,必须注重景观格局的优化,维护景观生态过程与格局的连续性。     

基于GIS的沿海局地景观格局变化研究

借助于GIS技术,从景观生态学的角度出发,以沿海的电白县为例,按照土地利用类型进行景观格局划分,并通过其指数的变化对局地土地利用动态变化进行研究。结果表明：2005—2009年电白县沿海滩涂沼泽面积明显增加,水域大幅度减少,其余也有一定量的增减。土地利用斑块数目增加,分维数和分离度呈增加趋势,多样性和均匀度均呈下降趋势,景观格局的空间异质性下降,优势度有所增大,破碎度增加,人类活动对景观格局的干扰程度较大。     

塔里木河上游典型绿洲土地利用时空格局分析

【目的】分析塔里木河上游典型绿洲土地利用类型的分布特征,为塔里木河上游合理规划绿洲土地资源利用、促进区域可持续发展及生态环境保护提供科学依据,同时也为全球变化及陆表过程模拟提供有价值的小尺度空间信息数据。【方法】基于RS和GIS技术,以位于塔里木河上游的阿克苏绿洲为研究对象,以1990,2002,2008,2017年4期遥感影像为数据源,系统分析了研究区4个时期6种土地利用类型的变化及其景观格局演变。【结果】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积逐年增加,草地和未利用地面积逐年递减,林地面积呈先减少后增加趋势,水域面积呈先增加后减少趋势。土地利用类型单一动态度由大到小依次为建设用地耕地林地未利用地水域草地。1990-2017年,研究区土地利用类型均呈现不同程度的相互转化,其中耕地面积增幅最大,且主要由林地和草地转化而来;建设用地增幅次之,主要由未利用地转化而来。通过空间重心转移分析发现,重心迁移距离依次为耕地、林地、未利用地、草地、建设用地、水域。1990-2017年,阿克苏绿洲斑块个数、斑块密度、边缘密度、景观形状指数、蔓延度指数、香农均匀度指数总体呈下降趋势;聚合度指数、最大斑块指数、香农多样性指数总体则呈上升趋势。【结论】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积呈增加趋势,其中耕地面积增幅最大且重心迁移距离最大,其他土地利用类型趋势与之相反;总体而言阿克苏绿洲景观格局的破碎化程度降低。     

基于景观格局指数的江汉平原土地利用覆盖时空变化分析

以江汉平原1993、1994、2010、2011年的TM/ETM+遥感影像为基础数据源,获取不同时期的土地利用/覆盖类型数据,并运用景观格局指数对江汉平原的土地利用/覆盖时空格局变化特征进行深入分析。结果表明:1994~2010年,耕地是江汉平原的优势景观,但其优势地位呈下降趋势,耕地、建设用地、园林地、河流湖泊的斑块数增多,斑块密度增大,耕地、河流湖泊、未利用地的斑块面积减少,建设用地、园林地和坑塘水面的斑块面积增多;江汉平原香农多样性指数、景观形状指数和破碎度指数上升,优势度指数降低,总体景观的多样性水平上升,破碎化程度和异质性增加,完整性和连通性遭到破坏。     

粮食主产区景观格局变化及生态环境响应——以湖北省鄂州市为例

以中部粮食主产区湖北省鄂州市1991、2012年土地利用调查变更数据为基础,根据土地利用方式对鄂州整体景观重分类,分为耕地、林地、建设用地、养殖水面、水体和其他用地6类。通过Fragstats软件计算景观格局指数,从斑块类型水平和景观类型水平分析鄂州景观数量和空间格局变化,以此建立生态危险评价模型来对生态环境进行响应。根据地统计分析中半变异函数拟合和克里金插值分析生态环境变化。1991-2012年,耕地和其他用地面积减少,破碎度增加;水体面积减少,破碎度减少;林地、建设用地和养殖水面面积增加,破碎度减少。鄂州城市整体各景观类型呈均衡趋势发展,景观多样性增加,景观格局趋于破碎化分布,但耕地大面积减少,导致植被覆盖降低,土壤侵蚀严重,生态环境恶化。     

基于Landsat影像的宁夏盐池县植被景观格局变化特征

【目的】分析宁夏盐池县植被景观格局时空演变特征,并探讨植被与降水的相关性,为该地区生态环境恢复提供理论依据。【方法】基于景观生态学原理,利用1989-2014年(25年)4期Landsat TM/OLI遥感数据,在ArcGIS和Fragstats的支持下,对盐池县植被景观格局的变化进行分析。【结果】1989-2014年,研究区植被平均覆盖度总体较低,呈增加-减小-增加的特征,植被表现为恢复-退化-恢复的反复过程,总体处于恢复趋势,且呈现出东部植被覆盖度较高、西部植被覆盖度较低的特点。景观水平上植被斑块破碎化程度明显降低,形状趋于规则化,斑块的延展性增强、连通性提升、蔓延度增大、异质性增强,各组分要素所占比例趋于不均匀化;类型水平上各类植被景观的斑块数量和斑块密度整体呈下降趋势,表明各类景观的破碎化程度整体减轻。植被斑块重心变迁主要在西北-东南方向上,植被斑块在西北方向出现退化,而在东南、东北方向出现扩张。【结论】盐池县植被景观格局的变化是植被恢复治理措施与降水共同作用的结果,其中降水是影响盐池县植被覆盖度变化、景观格局改变以及斑块重心迁移的重要因素。     

2000—2020年平潭综合实验区景观格局动态变化及驱动力分析

【目的/意义】分析平潭综合实验区20年间景观格局动态变化及其驱动力因素,以期从景观格局角度为今后实验区的景观环境资源的合理利用和保护提供策略依据。【方法/过程】以2000年、2010年、2020年3期的30 m分辨率的全球地表覆盖产品GlobeLand30为数据源,将土地覆被类型分为7类,计算景观格局指数,分析景观格局动态变化,并结合主成分分析法对驱动力因素进行探讨。【结果/结论】结果显示：在2000—2010年间,平潭综合实验区各项景观类型指数差异值相对较小,主要表现在建设用地的增加,以及林地、草地等生态用地的减少;2010—2020年间,从景观水平看,实验区分维数、蔓延度指数持续下降,香农多样性指数明显增加,景观破碎度态势严重,人为活动干扰对当地景观格局的影响较大;森林景观类型面积在2010—2020年间明显增多,斑块数量大幅下降,斑块凝聚度值升高,森林景观类型的破碎化程度降低;湿地与水域的景观类型斑块类型面积在2010—2020年间呈现下降趋势,周长—面积分维数与斑块凝聚度值降低,斑块边界形状趋于简单,内部自然链接程度下降。驱动因素分析表明,社会经济因素和政策因素均在很大程度上直...     

快速城市化影响下超大型城市景观生态格局演变特征分析

针对超大型城市建设对景观生态格局及其变化定量研究的应用需求,基于多时相遥感变化监测和格网划分方法,结合景观指数对北京景观空间格局及动态变化进行定量分析,同时探究城市化对城市景观影响的阈值效应。结果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐渐提高,导致建筑用地增加了56%,斑块破碎程度较低;而城市耕地及绿地景观有所减少、斑块分布不均,破碎程度上升;2)空间格局方面,由于建筑用地的覆盖及彼此间的高度连接,使城区景观破碎程度明显低于城郊,景观多样性水平呈下降趋势;3)回归分析表明城市化对城市景观破碎度有显著影响,相关系数达0.84,具体表现为倒U关系,即景观破碎度随城市化水平的提高呈先上升后下降的关系,城市化水平在51%～53%时达到峰值。     

河南省土地利用景观格局变化研究

基于2000、2005、2012年的土地利用数据和景观格局指数,对河南省7种主要土地利用类型的演变情况和景观空间格局变化进行分析,探索河南省近期的景观空间格局演变规律及其成因.结果表明,2000-2005年、2005-2012年在河南省土地利用各类型中耕地(旱地和水田)面积始终最大,未利用土地面积始终最小;耕地(水田和旱地)、草地和林地面积总体呈减少趋势,水域、建设用地、未利用土地面积总体呈增加趋势,其中耕地中的旱地面积减少最多,建设用地面积增加最多;景观水平指数中斑块数量、斑块密度、平均分维数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈增大趋势,而平均斑块面积呈减少趋势,土地破碎化加剧,斑块形状变得不规则,景观空间连接性下降,景观要素空间分布不均衡.总体而言,河南省土地受城市化发展影响较大,在以后的经济战略制定时要注意把握人与自然的协调,做好城市化对耕地影响的度量.     

青海湖流域草地景观格局变化研究

应用3s技术与景观格局分析方法,研究了1977—2000年青海湖流域草地景观格局变化。结果表明：1977～2000年,青海湖流域草地景观格局变化呈现斑块数目减少,景观破碎度和分离度下降,平均斑块面积与分维数增加的趋势;从流域内县域景观变化分析,天峻、刚察、海晏县草地景观结构呈现出同样的变化趋势;但共和县1977—2000年草地斑块数目、景观破碎度与分离度增加,平均斑块面积减少,草地景观结构呈现出相反的变化趋势。     

太湖水陆生态交错带景观空间格局研究 ——以苏州市吴中区为例

在遥感与地理信息系统技术支持下,对2002年Landsat TM图像进行解译,得出苏州市吴中区陆地景观类型图,并利用Fragstats软件,对景观格局进行了定量研究.结果表明,景观类型面积比例分别为:耕地38%、水域23%、林地17%、农村居民点与交通工矿用地13%、城镇用地9%,景观异质性高,景观类型聚集度适中.耕地斑块分维数和结合度分别为1.571 5和99.453 8,斑块形状复杂,连接性好;林地斑块分维数和结合度分别为1.329 3和99.076 2,斑块形状简单,连接性较好;水域斑块密度为每百公顷0.784 5个,破碎程度较大;农村居民点与交通工矿用地斑块密度和结合度分别为每百公顷2.466 5个和95.036 6,斑块破碎程度最大,连接性差;城镇用地斑块边缘密度和结合度分别为6.026 m·hm-2和99.215 3,斑块形状最简单,连接度高.耕地是景观的基质,并受非农化强烈影响.     

基于景观格局的土壤侵蚀演变研究——以石家庄市地表水源保护区为例

以石家庄市地表水源保护区为例,应用土壤侵蚀通用方程(RUSLE)计算出研究区2000年和2010年的土壤侵蚀强度等级图.通过Fragstats景观格局分析软件计算出斑块面积、平均斑块分维数、Shannon多样性指数、聚集度指数等10多个景观指数,从斑块类型水平和景观水平2个层次上定量地分析了石家庄市地表水源保护区土壤侵蚀的分布及其变化规律.结果表明:(1)10年间,研究区的土壤侵蚀状况得到好转.(2)景观水平上,侵蚀景观的异质性和破碎性降低,侵蚀斑块连接性略有上升,侵蚀景观中的各斑块更加紧凑密集.(3)斑块类型水平上,轻度侵蚀斑块面积增加,已成为侵蚀景观内的本底,景观的异质性和破碎性增强;强烈、极强烈侵蚀区面积有所下降,景观异质性减弱、破碎度变小;剧烈侵蚀面积略有增大,研究区局部侵蚀区域在程度上有所恶化.     

辽河口潮间带景观破碎度演变驱动因素

辽河口湿地近30年高速发展的城镇化、湿地旅游开发和辽河泥沙量改变,使得湿地景观破碎度加剧。为了研究辽河口潮间带湿地景观破碎度演变驱动因素,利用辽河口湿地1985～2017年Landsat遥感影像,在地理信息系统技术支持下,通过景观格局分析法,对辽河口潮间带景观破碎度演变及驱动因素进行研究。结果表明:景观指数NP(斑块个数)值呈现先增加后减小又增加的趋势,总NP值增加139个,1985年时最低(92个),2016年时达到最高(267个)。斑块数增多,说明景观破碎程度增大。景观指数LPI(最大斑块所占面积比例)值总体来说呈下降趋势,总体LPI值减少1.31%,说明最大斑块所占的百分比减少,景观的破碎程度增大。影响辽河口潮间带土地利用面积变化的因素有气温、降雨量、径流与径流量、输沙量与含沙量、人口数量、GDP等,其中,年输沙量与年均流量是影响湿地变化的主要自然因素,人口因素是导致辽河口潮间带土地利用面积变化的主要人为因素。随着人口的增长,道路、养殖、油井、城镇的面积随之增加,湿地和潮滩的面积减少。人口因素是导致辽河口潮间带景观破碎化的主要因素,随着人口数增加,斑块个数增加,最大斑块所占的百分比减少,景观破碎度增大。     

基于RS和GIS的深圳特区绿地景观动态分析及预测

在遥感和地理信息系统支持下,以2002和2005年两期的QuickBird高分辨率卫星影像为数据源,利用景观指数和转移矩阵法分析了深圳特区绿地景观格局的动态变化,并应用马尔可夫模型对今后6年(至2011年)绿地动态变化趋势进行了定量预测。结果表明:深圳特区绿地景观变化的主要特征为人工绿地景观组分不断增加,而原有的自然绿地景观组分不断减少;绿地景观斑块破碎度增加,斑块形状趋于规则化,多样性指数和均匀度上升,优势度下降,景观类型有向多样化、均匀化方向发展的趋势;预计至2011年研究区绿地总面积不断增加,但生态效益较高的自然绿地面积将会减少。     

最佳粒度下的七台河市景观格局分析

为了探究资源型城市转型背景下景观格局的变化趋势,以七台河市2010、2015年2期土地利用数据为基础,采用景观粒度效应分析和面积损失评价方法,分析不同粒度下景观指数的变化和区域土地面积精度的变化,并确定景观格局分析的最佳粒度为50 m.在该粒度的支持下,分别从斑块类型水平和景观水平对七台河市景观格局变化特征进行分析.结果表明,2010—2015年研究区整体景观破碎度高,连通性呈下降趋势,景观类型更加丰富;耕地和林地为研究区主要景观类型,各类型呈现规则化发展的趋势.     

基于MODIS NDVI的文山州植被覆盖度及景观格局分析

以文山壮族苗族自治州为例,利用2001-2020年的MODIS数据,采用像元二分模型、一元线性回归分析方法,分析文山州的植被时空变化规律,在此基础上对其变异系数进行计算,观察全州20 a间的植被变化波动情况,最后对其景观格局进行综合分析。结果表明,2001-2020年文山州植被覆盖度在时间序列上整体呈增长趋势。在空间上,植被较低覆盖度区和高覆盖度区呈上升趋势,增幅达44.2%、103.6%;中覆盖度区和较高覆盖区呈下降趋势,降幅分别为59.2%、46.2%。全州有84.9%的像元处于稳定程度,整体呈平稳型。文山州在20 a间整体景观破碎度呈先减少后增加再减少最终趋于稳定,较高、高植被覆盖度为整个区域的优势区域类型;景观多样性指标在2011年达到峰值,说明景观类型在此年最为丰富;聚集度指标在2020年最大,说明2020年各景观连通性最好;同时,景观类型优势区域也由较高覆盖度区向高覆盖度区转变。     

基于生态工程区的土地利用变化和景观格局分析——以内蒙古达拉特旗为例

研究根据1996年和2005年的2期土地利用图形数据,运用地理信息系统(GIS)技术。数理统计方法和景观生态学方法,进行研究区工程实施前后土地利用的面积和景观变化分析。结果表明:1996-2005年达拉特旗的耕地和草地面积呈增长趋势,其它类型的面积均出现不同程度的减少趋势,以沙地减少幅度最大,减少了83 191.23 hm2。从景观格局的变化看,耕地和林地斑块分布趋于离散,沙地斑块形状趋于简单,人为干扰较大;研究区整体景观聚集度和景观优势度增加。     

基于生态干扰度的宝清县湿地景观动态分析

以宝清县为研究对象,以1989年9月16日、1999年9月20日和2006年10月1日3期TM(ETM+)遥感影像和2010年10月9日1期SPOT遥感影像为数据源,借助生态干扰度指数、景观格局分析和GIS空间分析方法,探讨宝清县湿地生态干扰度时空动态分异及景观格局指数的响应机制.结果表明:1)全干扰类型面积从1989年的26 050.92 hm2上升至28 756.42 hm2;半干扰类型从877 869.69 hm2上升至907 030.62 hm2;而无干扰类型面积从1989年的96 207.24 hm2下降至64 340.31 hm2,景观呈破碎化趋势,景观干扰程度加强;2)在时间上,干扰过程会导致斑块数量(NP)和边缘密度指数(ED)总体呈上升趋势,平均斑块分形指数(MPFD)和面积加权的平均形状指数(A WMSI)总体在1989-2010年间呈下降趋势;3)空间上,人为干扰度指数与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:斑块数量(NP)＞边缘密度指数(ED)＞面积加权的平均形状指数(A WMS I)＞平均斑块分形指数(MPFD),呈正相关.