西部荒漠典型区LUCC及景观格局时空变化驱动机制研究 ——以尉犁县为例

在GIS和遥感技术支持下,利用景观生态学的相关指标,采用1995年和2000年Landsat TM影像为基础数据,对塔里木河流域核心区—尉犁县土地利用/覆盖变化过程进行了定量分析。结果显示:土地利用覆被动态变化是"二增三减",即耕地、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少。景观分析表明:在人类活动的干扰下,斑块数目增加,景观破碎度上升,景观多样性下降,草地优势度降低,耕地和未利用地优势度增加,研究区生态系统结构趋向简单,功能趋向减弱。驱动力分析表明,研究区的人类活动历史、人口素质、开发方式对土里利用/覆盖变化的发展趋势有决定作用,降水、风速、土壤质地、植被覆盖度等自然因素对其也有一定影响。     

呼伦贝尔草地风蚀坑分布区土地覆被景观变化

以呼伦贝尔草地风蚀坑分布区1959、2002、2004、2009年4期影像解译数据为基础,研究该区近50a土地覆被变化情况,揭示景观格局时空演化规律,模拟未来土地覆被变化情景。结果表明:研究区各土地覆被类型变幅较大,除草地面积减少外,其它类型面积总体都呈增加趋势。其中,裸露风蚀坑、流沙区面积呈先增后减趋势,与近5a加大人工固沙力度有关。斑块尺度上,风蚀坑景观数量增加,平均斑块面积先增后减,分维数增加,风蚀坑结构变得复杂;景观尺度上,多样性和破碎度指数增加,蔓延度指数减少,草地遭到风蚀破坏。预测2012-2020年间,土地覆被格局继续保持目前发展态势,但发展速度减慢。若保持目前影响因素不变情况下,风蚀坑的发展将得到有效控制。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。     

1985年~2000年西藏地区景观格局变化及影响因子分析

利用西藏地区1985年及2000年两期遥感影像解译的数据,并结合GIS和统计软件,对西藏地区15年来景观格局变化特征进行分析。结果表明:1985年~2000年,西藏地区各景观要素之间发生了显著的变化,未利用地、居住地及建筑用地、灌木林地及疏林地面积增加,其中居住地及建筑用地增加的速度最快,增长率为46.6%;农用地、森林、草地、河流及湖泊、冰雪地面积减少,河流、湖泊和农用地面积减少率较大,分别为13.1%和10.4%;各景观要素发生相互转移,其中转移程度较大的是草地与未利用地,未利用地向草地转换了80313.46km2,草地向未利用地转换了155974.97km2,占草地转出量的90%以上。通过对景观格局分析发现,总体景观斑块数量增加,最大斑块指数减小,景观多样性指数、均匀度、破碎度增加,优势度等减小,西藏景观格局向多样化、破碎化发展;同时各景观要素之间聚集度指数在增加,形状指数、分维数减小,景观不同要素分布交错格局趋于简单,斑块形状向着规则化方向发展。利用典型相关性分析方法对景观格局变化的影响因子进行分析,发现人口增长、过牧等人为活动以及海拔、气温等自然因子是西藏景观格局变化的主要影响因子。     

定西关川河流域退耕还林还草对景观格局演变的影响

以甘肃定西关川河流域为研究对象,利用遥感影像和实地调查相结合的方法,获取退耕还林还草前后（1995年、2000年、2005年和2010年）的土地利用数据进行景观格局演变分析。结果表明：从1995-2010年,农地面积由56.86%减少到28.50%,而林地由9.01%增加到20.01%,草地由31.92%增加到48.30%;建筑用地持续增加,水域面积减少较快。流域景观破碎化程度略有上升,斑块形状指数有所降低。景观优势度指数、多样性指数、均匀性指数和连接度指数变化不大。1999年实施的退耕还林还草工程,是林草地面积增加的直接驱动因素。15 a间,有50.95%的农地转变为草地,有46.24%的林地和草地又转变为农地,说明流域人口和城市的扩张,林草地面积扩大的压力仍然很大。此外,关川河流域水域面积的快速减少,说明流域水资源环境呈恶化的趋势。     

塔里木河干流典型区草地资源动态变化及其景观生态意义

以Landsat TM遥感解译出的塔里木河干流1990年和2000年的土地利用数据为基础,分析近10年来草地资源的时空及景观格局变化及其原因,从而探讨由此引起的生态效应及对策措施.结果表明:研究区的土地利用结构以未利用土地和草地为主.各草地类型与其他土地利用类型之间的转换表现为入不敷出,各类型草地面积共计减少7.3×104 hm2.虽然高覆盖度草地面积增加2.76×104 hm2,但草地质量的提高和下降的面积比为3∶10,草地质量呈下降趋势.研究区内草地景观多样性和均匀度都有所增加,草地内部优势景观不明显.各类型草地景观破碎化程度增加,人类活动干扰则是主要因素.基于塔里木河干流土地利用变化及草地资源动态变化的分析,其主要的环境问题是荒漠化,牧业受到影响.     

鄂尔多斯1988-2000年景观结构和功能动态分析

文中以内蒙古鄂尔多斯市为研究区,以1988和2000年土地覆被数据为基础,以ARC GIS9.0和FRAGSTATS3.3为分析平台,对区域景观结构和功能进行动态分析。其中,结构分析主要采用景观指数方法;功能分析采用生态系统服务功能核算的方法。结果表明:1988-2000年间,景观整体上分布还较均匀,连通性增加,丰富度减少,有向不均匀发展的态势,服务功能景观上以草地为主,功能类型上以调节功能为主,整体生态服务功能减少。草地景观形状指数较大,形状复杂,高、中覆盖草地比例减少,聚集度指数增加,低覆盖草地比例增加,聚集度指数减少,生态服务功能下降,说明草地处于退化中;在服务功能中比重不大的林地和水域对区域生态效应的发挥有重要作用,虽然面积变化不大,但是破碎化程度增加,对其环境调节功能有一定影响;耕地和建设用地受人类干扰严重,斑块形状很规则。未利用地面积占30%左右,多为沙漠和荒地,生态脆弱,开发利用时要注意建立生态补偿机制。     

基于3S的农牧交错区耕地动态变化研究——以内蒙古奈曼旗为例

本文利用3S技术,通过对1975、1985、1995和2005年的内蒙古奈曼旗TM影像的解译,提取出近30年来该地区耕地动态变化的信息。从耕地数量、变化速率以及耕地空间格局动态变化等方面对耕地的动态变化进行了全面的分析,并对其驱动机制进行了探讨。研究表明:近30年来,奈曼旗耕地面积呈增加趋势,而变化速度呈下降趋势;耕地主要向林地和固定沙丘地转化;耕地连通性指数、破碎度指数的变化呈波动趋势;耕地斑块数量的变化趋势与破碎度指数相同;耕地的分形维数随着人为干扰程度的增加呈现出逐渐降低的趋势。耕地在整个景观中的影响作用逐渐加强。耕地动态变化的主要驱动因素是耕地需求增加与土地退化之间的矛盾。     

塔里木河下游土地利用/覆盖变化环境效应

利用 1988和 2 0 0 0年Landsat 5的 4、3、2 (RGB)波段合成影像解译结果 ,采用中国科学院资源环境数据库中的全国 1∶10 0 0 0 0土地资源利用分类系统 ,基于GIS(Arc/info 7.1)对塔里木河下游近 12a来土地利用 /覆被变化进行了研究 ,在此基础上研究了生态环境效应。结果表明 ,(1) 2 0 0 0年研究区土地利用以未利用地和草地为主 ;(2 )景观格局指数表明 :多样性指数在增加 ,景观破碎度均在 0 .2以下 ,说明景观连通性高 ,抗逆性强 ;疏林地分维数值最大 ,说明其空间形状较简单 ,廊道效应较低 ;景观基质是沙地 ,且沙漠化在进一步加强 ;(3) 1988- 2 0 0 0年 ,耕地、水域、未利用地和城镇用地有所增加 ,而林地和草地则在减少 ;(4) 12a间 ,未发生转化的土地占 99.6 5 % ,发生转化的仅 0 .36 %。其中 ,改善类土地面积大于退化类土地 ,开发类土地净增长面积也大于同期弃耕类土地 ;(5 )研究区LUCC除受暖温带大陆性干旱气候的影响外 ,人类活动改变地表水的地域分配及对天然植被的破坏 ,则是引起生态环境退化的主要原因。     

宁夏东部风沙区土地利用/覆盖变化及其生态效应研究——以宁夏回族自治区盐池县为例

文中在对盐池县土地利用/覆盖变化分析的基础上,从景观生态效应和生态系统服务价值两个方面分析了LUCC对盐池县生态环境的影响。(1)2000年盐池县草地、林地减少至346304hm2、34320 hm2,耕地、沙地增加至194944hm2、80336hm2;2010年草地、林地增加至393680hm2、37808hm2,耕地、沙地减少至171840hm2、49440hm2。城镇用地、水域和未利用土地有波动,但呈增加趋势。(2)生态景观格局方面,2000年香农多样性指数、破碎度和分离度分别增加至1.2282、0.2571、7.9819,2010年分别减少至1.1563、0.2307、3.1124;2000年蔓延度指数减少至44.6054,2010年增加至48.2926,斑块密度由1985年的0.2855减少至2010年的0.2617,平均斑块分维数由1985年的1.0341增加至2010年的1.0371。(3)生态系统服务价值方面,盐池县1985、1996、2000和2010年的生态系统服务价值分别为421494.5088万元、408607.8676万元、414748.1728万元、441432.8160万元,总量变化不大,主要是由于各土地的生态系统服务价值增减相互抵消造成的。(4)盐池县土地利用/覆盖变化对景观生态效应和生态系统服务价值的影响结果基本一致,即2000年之前全县生态环境遭到破坏,2000年之后全县生态环境有了一定恢复。研究表明,人类不合理的活动所引起的LUCC变化是导致盐池县生态环境退化、土地沙化的重要原因。     

青藏高原高寒绿洲景观格局特征分析

借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等手段,运用生态学原理对青海香日德绿洲进行景观格局特征分析。结果表明,香日德绿洲景观多样性指数和均匀性指数分别为1.634和0.8397,均处于中等水平。研究区景观优势度不高,但是耕地、林地、未利用土地仍占有较高的景观比例,尤其耕地,不但景观比例大而且随着移民的不断涌入还有增长趋势;研究区景观分离度最大的是交通用地,最小的是耕地,表明耕地分散程度最小,交通用地最大。区域景观破碎度最大的是耕地和林地,最小的是交通用地和水域,说明耕地被分割程度最大,水域和交通用地最小。分维数指数最大的是居民及工矿用地,最小的是耕地,即居民点及工矿用地形状最不规则,受人为干扰最小,相反耕地形状最为规则,受人为干扰最大。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

半干旱区农业景观空间格局变化研究——以和林格尔县舍必崖乡为例

本文选取景观空间格局分析指标 ,研究了和林格尔县舍必崖乡的农业景观空间格局从 1 987年到 1 997年十年间的变化。结果表明 :随着时间的推移 ,各景观类型的斑块数目明显增多 ,平均斑块面积减小 :旱地和草地在景观中的作用有所下降 ,水浇地和林地有所提高 ;景观的多样性指数均匀性指数增大 ,景观向多优势度的方向发展     

松嫩平原西部土地利用变化及其盐渍化效应研究--以大安市为例

利用1986年、1996年和2000年的遥感图像数据,对松嫩平原西部典型盐渍化区大安市的土地利用变化转换矩阵和空间格局指数进行计算,分析探讨了监测期间土地利用变化和分布特征及它们对盐渍化的影响。结果表明:大安市耕地、草地和碱斑地相互转化发生剧烈的地区主要分布在中部和南部地区,其中中覆盖草地变化最为剧烈;碱斑地分离度、分维数逐渐减小,面积不断扩大,占大安市总面积比由原来的23. 3%上升到32. 4%。耕地和草地是其面积变化的主要贡献者,其中草地对于碱斑地面积净增加和净减少的贡献分别达到48%和70%,其贡献远大于耕地。草地退化的主要原因是农业人口数和草原载畜量的不断增加,因此,合理的开发利用和保护草地资源将有助于盐碱化土地的防治。     

半干旱区农牧交错带平原景观空间格局分析——以凉城县岱海西岸为例

本文运用景观生态学的原理和方法，借助航片，编制景观生态图（１∶１万），并选取基本参数、空间特征指数，从景观的二维水平方面定时研究了半干旱区农牧交错带平原区景观空间格局，结果表明：该地区以旱地、水浇地、草地为主，居民工矿用地、林地、园地、水域占地为辅的典型农牧景观，斑块表现出显著的非随机格局。人类影响强烈的班块，一般形状规则，边界整齐，廊道连通性好而较规则；反之，形状狭窄，边界复杂而不规则     

干旱地区生态移民土地利用变化生态风险 ——以宁夏红寺堡区为例

以全国最大的移民安置中心——红寺堡区为研究对象,基于1995、2000、2005、2010年和2015年五期遥感数据,采用RS和GIS技术,选取土地利用程度、耕地垦殖指数、景观多样性指数和景观破碎度等指数构建生态风险指数模型,并运用生态风险模型和空间分析方法对红寺堡区1995—2015年的土地利用变化及其生态风险的时空分布特征进行分析。结果显示：研究时段内草地面积下降明显,共减少29 494 hm²,耕地、林地、水域和建设用地面积呈上升趋势,其中建设用地面积增幅最大,而未利用地面积虽波动明显,但研究时段始末变化不大;1995—2015年研究区生态风险不断下降,生态风险指数由1995年0.3972下降至2015年的0.3235;红寺堡生态移民安置区各乡镇生态风险空间分布变化较大,不同类型区间均有转换,且不具有规律性,1995—2005年间以最高风险区和较高风险区为主,2005—2015年间以中等风险区和较低风险区为主。通过地理探测器对影响红寺堡生态移民安置区生态风险因子进行探测发现,林地、草地和植被覆盖度等指标因子对安置区生态风险具有较大影响,因此在通过扬黄灌溉工程和基本农田建设,增强农田生产能力,保障生态移民安置区经济发展和生态安全的同时,应注重安置区生态用地面积的增加与建设,以此来增加安置区植被覆盖度和降低其生态风险程度;生态保护、摆脱贫困和经济发展是生态移民的主要方向,因此红寺堡安置区在发展过程中在追求经济实力提升的同时,也要注重生态安全的保障,将生态安全放在全区发展的重要位置。