冀北辽河源自然保护区森林景观格局与环境的关系

利用辽河源自然保护区森林资源二类清查数据,在ArcGIS软件和CANOCO for Windows 4.5软件的支持下,采用网格样方的采样方法运用典范对应分析(CCA)法,对冀北辽河源自然保护区的森林景观要素空间分布与环境因子的关系进行了分析研究。结果表明:(1)森林景观总体表现为人工林分布在低海拔地区,天然林分布在高海拔地区,与CCA排序图上的分布一致。Monte Carlo检验结果表明海拔、坡度是影响森林景观格局分异的主要环境因子。(2)在保护区内,坡向、郁闭度和土壤厚度对森林景观类型的空间分布的影响力极为有限,海拔是控制景观要素空间分布格局的主要因素,其次是坡度,二者间接控制水、热条件,影响林分树种的分布,进而影响森林景观格局。     

北京山区森林景观格局与环境关系的CCA研究

根据北京山区森林资源调查二类数据,在ArcGIS的支持下,采用网格样方的采样方法,进行典范对应分析(CCA),对北京山区的森林景观格局与环境因子关系进行了分析研究。结果表明,在北京山区,坡向、坡位和土壤厚度与森林景观类型的空间分布相关性较低,森林景观类型的空间格局更多地受到海拔和坡度的影响,海拔是控制森林景观类型空间分布的主要因素,其次是坡度;森林景观在总体上表现为人工林分布在低海拔地区,天然林分布在高海拔地区,这与景观类型在CCA排序图上的分布一致。     

基于GIS的黄土高原小流域植被格局与地形关系研究——以固原上黄试区为例

以黄土高原上黄试区小流域为例,应用GIS空间分析技术和环境梯度分析方法,选取海拔、坡度、坡向、地形位4个地形因子,将植被景观分布图与各地形因子梯度图叠合,采用无量纲分布指数定量分析植被景观在各地形因子梯度上的分布特征,研究植被格局与地形之间的关系,为上黄试区的植被保护与恢复、生态管理与建设提供科学依据.结果表明:(1)上黄试区植被格局与地形之间关系密切,海拔对植被格局的影响最大,相关系数为-0.51;地形位和坡度次之,相关系数为-0.18和-0.13;坡向的作用最小,相关系数为-0.02.(2)植被景观在地形梯度上的分布格局呈现一定规律性,灌丛类主要在高海拔(1 678～1 822 m)、中等坡度(8°～25°)区间分布;天然草地主要在中等偏低海拔(1 582～1 678 m)、中等偏陡(15°～35°)区间分布;人工草地主要在中等偏高海拔(1 630～1 774 m)、陡坡(＞25°)区间分布;耕地和果园则主要在低海拔(＜1 630 m)、平缓坡(0～8°)区间分布.     

西鄂尔多斯高原植被与环境间的关系研究

 鄂尔多斯高原是一个极端受损的生态系统,为避免其再度恶化,需采取紧迫措施。利用典型对应分析(CCA)方法,在地理信息系统(GIS)的支持下,以乌海市为例,用景观指数对植被分布与环境因子之间的关系进行研究。结果表明,乌海市植被分布与环境因子有着极其紧密的联系,地貌、土壤这类环境因子对植被分布的影响要大于海拔、坡度这类大尺度的环境因素;因此,用GIS结合CCA对植被与环境关系的研究是有效的,对采取更有效的措施保护生态系统有所帮助。     

土地利用与地形因子关系研究——以砖窑沟流域为例

以黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为例,依据2003年和2008年两期土地利用现状图,采用地理信息系统(GIS)软件和统计分析(SPSS)软件,进行了基于10m×10m栅格单元的土地利用与地形因子关系的研究,探讨了土地利用格局的演变及其驱动力。结果表明:基于栅格的土地利用类型与坡度、坡向和海拔关系的综合分析是从数量上准确剖析土地利用空间分布特征及其演化规律的有效方法;砖窑沟流域的海拔、坡度、坡向的平均值分别为1069m、19.24°和279°(西坡);采用各种土地利用类型的sin(坡向)和cos(坡向)平均值绘制坡向分布图,可直观地显示各种土地利用类型坡向分布特征。分析表明,农田和宜林荒山共占流域总面积的80%左右,二者的分布和变化控制着整个流域土地利用的地形分布格局。农田主要以坡地和梯田的形式分布于坡上、峁顶和梁顶,坡度较低,而海拔较高,与坡度呈显著负相关,与海拔呈显著正相关;而宜林荒山往往分布于坡度较大而海拔较低的位置,与坡度呈显著正相关,而与海拔呈显著负相关。研究结果反映了黄土丘陵沟壑区土地利用的地形地貌特征。生态建设项目的实施可在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化。     

基于流域的山区景观格局分析和分区研究--以山东省栖霞市为例

本文以位于胶东半岛中部山区的栖霞市为例,在对整个研究区进行流域提取的基础上,分别统计各流域内的景观指数,并通过聚类分析对整个栖霞市的山区景观进行分区。首先解译2010年Thematic Mapper(TM)遥感影像数据,获得栖霞市景观格局图,以1︰25 000地形图为基础数据源,建立DEM模型,利用ArcGIS水文分析模块将研究区划分为300个子流域。然后根据常用景观格局指数所反映的生态学意义和景观特征信息,并结合研究区内的具体景观结构,选择边缘密度(ED)、多样性指数(SDI)、斑块大小变异系数(PSCOV)、面积加权平均分维数(AWMPFD)和核心区密度(CAD)5个景观指数,并结合各流域的平均高程与空间分布对每一个子流域进行景观格局分析,探讨各子流域景观格局的空间差异,揭示人类活动、自然干扰等各种景观生态机制对区域景观生态的影响。研究结果为:ED值和CAD值随着海拔的增加而逐渐变大,垂直分异特征明显;SDI值呈现出由低海拔向高海拔逐步减少的趋势;PSCOV值随海拔的增加呈现出类似倒"U"形曲线;AWMPFD值不具有明显的垂直分异特征。最后将这5个指数进行聚类分析,同时利用流域主体景观类型对栖霞市进行景观格局分区,各土地利用类型被划分为3个景观生态类型区。研究结果为:一类区面积最小(10.14%),该区域是农作物种植的稳定农业区,景观结构和规模都很稳定,需要继续保护;二类区面积最大(50.93%),各种景观类型呈现空间交错分布,斑块形状复杂,属于自然景观和人文景观的过渡区域,需要加强该区域的土地规划和产业合理布局;三类区面积较大(35.92%),主要集中在中高海拔区域,林地和草坡地居多,开垦难度较大。分区结果能够较好地反映研究区景观生态结构的显著特征与空间分异状况,对栖霞市的土地管理和规划具有一定的指导意义。     

塔里木河下游土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系

在塔里木河下游选择20个样地,进行土壤种子库萌发试验,并应用典范对应分析(CCA)方法研究了该地区土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系.结果表明,塔里木河下游土壤种子库中共有物种16种,分属于7科,并且以旱生耐盐物种为主,多数样地物种出现频次较低;种子库密度不高.CCA排序表明,地下水埋深、土壤含水量、电导、pH值和植被盖度等5个环境因子对土壤种子库分布格局有一定的影响.CCA第一排序轴与地下水位、地表植被盖度和土壤含水量关系显著,反应了水分因子的作用;CCA第二排序轴与土壤电导率关系显著,反映了盐分因子的作用.根据5个环境因子的特征,CCA排序可将土壤种子库中的16种植物分为4个组,对应于不同的环境变化梯度.     

怀来县土地利用格局的影响因子分析

河北省怀来县作为北京首都及北方重要的生态屏障,其土地利用格局不仅与县域土地资源利用有直接关系,也对周边土地生态的可持续发展有一定影响。土地利用变化研究中驱动机制是重点,揭示这种机制的关键是能否正确认识土地利用景观格局和影响因子之间的关系。本文以怀来县为研究区,在遥感技术的支持下,解译了1994年、2004年和2014年的土地利用数据,并从社会经济因素和自然因素中选取平均高程、地形起伏度、年均降水量、温度季节性、距道路距离、距城镇中心距离、GDP密度和人口聚集度共8个因子,结合景观格局梯度分析和CCA分析方法,对土地利用景观格局和影响因子之间的关系进行研究。得出结论:2014年怀来县土地利用景观的蔓延度指数、散布并列指数、香浓多样性等存在明显的空间差异,均在东西方向及南北方向表现出一定的梯度特征;东西轴线和南北轴线方向上,蔓延度指数呈两端高中间低的趋势,而散布并列指数、香浓多样性、香浓均匀度则与之相反。平均高程和人口聚集度对研究区土地利用景观类型的分布影响较大,GDP密度的影响较小;1994年、2004年和2014年4个排序轴上累积土地利用类型数据与影响因子的解释量依次为99.1%、99.3%以及99.3%,特征值总量分别为0.780、0.720和0.853,从解释量数值上看2014年的特征值明显高于前两个时期,其在描述土地利用类型与影响因子关系上体现出优越性;影响因子中的地形起伏度、温度季节性、年均降水量、距道路距离和距城镇距离与研究区土地利用景观类型分布的相关性较大,相关性系数相对较高;随着研究时间的推移,地形起伏度相关性逐渐减小,其他4种影响因子的相关性逐渐增大。通过此项研究,揭示了怀来县土地利用变化的原因,并为土地利用的可持续发展提供了理论依据。     

干旱区内陆河流域景观格局及其与环境因子的关系研究——以石羊河流域为例

基于GIS技术,利用移动窗口法,首先分析了1987年、2000年、2010年石羊河流域整体景观格局及其时空分异特征;然后根据2000年流域本身自然地理梯度特点,分别沿河流流向梯度(Tr1)和垂直于河流流向梯度(Tr2)设置了两条样带,采样间隔为lkm,获得了景观沿两个样带方向的梯度格局特征;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以景观格局指数为目标物种,利用RDA方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系.结果表明:①石羊河流域内景观基质为未利用地;②流域景观格局指数值分布呈现明显的自南向北的梯度差异,③景观格局指数在Tr1和Tr2样带上均有明显变化.Tr1样带2010年的景观格局指数值明显低于1987年,Tr2样带景观格局指数值时间变化不明显;④RDA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,Tr1样带景观梯度格局与高程、降水、温度相关性较好,Tr2样带景观梯度格局与温度、人口、GDP相关性相对较强.     

黄土丘陵山区土地利用空间自相关格局及其影响因素分析——以晋城市长河流域为例

为揭示黄土丘陵山区土地利用空间自相关格局与自然和人文因素的耦合关系,以晋城市长河流域为研究区,分析流域土地利用全局和局部空间自相关格局,利用GIS、灰色系统关联分析软件定量了各类用地与高程、坡度、坡向、有效土层厚度、与水域距离、人口密度、路网密度、距居民点距离的关联度及相关性。结果表明:距离权重为0.5 km时,流域内各土地利用类型整体呈现空间聚集性特征,表现出全局空间正自相关特性;空间正自相关性随着距离的增加而逐渐减弱。耕地、草地的用地分布呈明显的H-H,L-L聚集趋势,林地、水域和建设用地的空间分布呈明显的H-H聚集趋势。各格网耕地占比与有效土层厚度因子之间的关联排序最高;各格网林地占比与距居民点距离因子之间的关联排序最高;各格网草地占比与距水系距离因子之间的关联排序最高;各格网水域占比与距居民点的距离因子之间的关联排序最高;各格网建设用地占比与人口密度因子之间的关联排序最高。     

基于不透水地表扩展的南昌市景观生态风险评价

[目的]景观生态风险是识别区域生态风险和衡量区域生态安全的有效指标。基于不透水地表构建,可直观判定人类活动对风险形成及恶化的环境响应。分析区域景观生态风险评价及风险加剧区的影响因素,对遏制风险加剧区的滋生与蔓延具有科学意义及实践价值。[方法]以南昌市为例,获取不透水地表信息构建景观生态风险指数,分析其时空演变特征,运用地理探测器对研究区景观生态风险的影响因素进行测度。[结果](1) 2010—2020年南昌市不透水地表面积剧烈增长,由648.63 km²增至1 075.12 km²,农用地及生态用地资源不断下降,不透水地表主要由耕地、林地、水域等景观转换而来,人类活动干扰程度加大;(2) 2010—2020年南昌市景观生态风险指数空间分布以“中间低—两边高”呈现,平均值整体下降。2010年、2015年、2020年南昌市景观生态高风险区面积分别为519.73 km²,324.82 km²,365.04 km²,景观生态高风险区面积先降后升,区域以景观生态中高风险区及中风险区为主;...     

兰州市近10年的土地利用动态变化研究

以兰州市为研究对象,采用2000年、2005年和2010年的土地成果资料,系统分析了全市近10 a的土地利用动态变化。选取土地动态度、土地利用程度、土地利用结构多样性、优势度和均匀度5个指标,定量评价兰州市土地变化的方向和速度及土地利用空间格局的演变。结果表明:2000—2010年兰州市土地利用结构发生了显著的变化,农用地减少,建设用地和未利用地增加;从土地利用速度及土地利用程度来看,全市土地利用仍处于调整期;土地景观格局模型表明兰州市土地多样性指数和均匀度减少,土地优势度指数呈逐渐增加趋势,土地空间格局的变化与经济发展、种植结构密切相关,人类活动是导致其变化的根本原因。     

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats(栅格版),分析了长江上游地区1980~2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构日趋破碎,景观异质性也逐渐提高,土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失和沙漠化程度加剧,自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。     

2003—2009年湖南省醴陵市土地利用动态变化研究

根据2003年、2009年遥感数据,从数量结构、空间格局和类型转换3个角度对湖南醴陵市土地利用动态变化进行了定量分析,研究结果表明:6 a来,醴陵市旱地与园地面积锐减,林地面积大幅度增加,城乡居民工矿用地逐年增加;醴陵市土地利用景观变化的强度和方向在不同地貌区存在明显差异,岗丘区和低山丘陵区的土地利用变化较大,而山地区的土地利用变化相对缓慢;土地利用类型转换主要表现为水田、旱地、园地、林地转变为城乡居民工矿用地,水田、旱地、园地和未利用地转换成林地,园地转换为旱地,未利用地单向转移,新增建设用地主要分布在丘岗区、低山丘陵区,而林地增加主要集中在北部山地区。醴陵市经济发展必须重视和解决经济发展与农地保护间的矛盾,为长株潭城市群发展提供可持续的区域性生态保障。     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

水土保持措施驱动村域土地利用景观格局变化——以米脂县高西沟村为例

以陕北地区典型乡村——榆林市米脂县高西沟村为例,探究其在水土保持措施下土地利用景观格局变化及驱动因素,对黄土丘陵区水土保持、景观格局优化、美丽乡村建设和生态可持续发展具有指导意义。基于高西沟1986年、2004年、2022年遥感影像,借助ArcGIS、ERDAS和FRAGSTATS等软件,运用动态度、转移矩阵、景观格局指数对土地利用变化进行分析,并对其驱动因素展开探讨。结果表明:(1)林地和草地是高西沟的主导地类,约占区域总面积的80%,耕地、未利用地呈减少趋势,水域和建设用地无较大变化;土地利用综合动态度逐渐降低,土地利用变化趋于平稳。(2)研究区林地转入面积最为显著,主要由耕地转入,林地整体增加112 hm²;而耕地主要由草地转入,未利用地则向草地转出。(3)林地为高西沟土地利用景观格局中的最大优势斑块,且破碎程度最高,研究区各景观类型斑块形成较为稳定的连接,景观连通性较好;整体景观格局演变分散,各景观类型的面积差距越来越大,优势景观明显,整体破碎程度高。(4)高西沟土地利用变化受水土保持、产业结构和相关政策影响。水土保持是高西沟耕地减少、未利用地开发和林草大面积增加的主要驱动因素,产业结构调整和国家政策与财力资助是高西沟土地利用景观格局优化的辅助影响因素。     

汉中市土地利用变化的动态变化研究

基于汉中市1996—2010年土地利用现状变更调查数据,运用土地利用动态度模型、土地利用程度模型、空间差异模型,对汉中市14 a间土地利用的时空变化进行了详尽的分析。研究表明:汉中市耕地、未利用地面积减少,林地、牧草地、居民及工矿用地、园地和交通用地增加;研究区土地利用变化速度较缓,年变化率为0.17%,其中牧草地年变化率（2.30%）最大,耕地的年变化率也较大;2010年土地利用综合指数为215.64,土地利用程度不太高,汉中市土地利用处于调整期;研究区土地利用的多样化指数、多样性指数和均匀度指数呈下降趋势,而优势度指数则呈上升趋势,说明人类活动对景观格局有较为明显的影响。     

重庆市长寿区景观格局和生态服务价值变化

土地利用是自然与人文交互作用的结果,土地利用变化不仅影响景观格局,还对生态系统服务有一定影响。基于RS和GIS技术,以重庆市长寿区为例,在研究土地利用变化的基础上,选取和计算景观指数,分析长寿区景观格局变化;运用生态服务价值理论,分析了2002—2009年长寿区生态服务价值变化情况。结果表明,该区7a间景观斑块总数有所增多,其中有林地、灌木林、城镇用地、居民用地斑块数目增加;水田、旱地、未利用地斑块数目减少;长寿区整体景观多样性和破碎度指数略有增大,说明该区景观多样化、破碎化程度有所提高。2002—2009年长寿区生态系统总服务价值从1.91×109元增加到1.97×109元,净增加6.10×107元,其中林地对生态服务价值贡献率最大,这反映了长寿区的生态环境有所改善。     

基于CA-Markov模型的土地利用景观格局预测研究

土地利用景观格局分析及预测,对平衡经济发展和生态保护、实现土地可持续生态利用和保护管理具有重要意义。本文以江西省抚州市东乡县为例,利用2005年和2015年两期遥感影像,获取东乡县土地利用类型转化数据,结合景观生态学研究了东乡县近10年的土地利用景观格局变化特征;运用CA-Markov模型对土地利用变化过程进行模拟,预测和分析了东乡县未来10年土地利用景观格局特征。结果表明:东乡县在过去10年建设用地、耕地分别增加了71.82、10.76 km~2,水域、林地和未利用地相应减少,减少幅度顺序为未利用地水域林地;各景观斑块分布均匀,景观多样性增加;景观形状趋于简单,相互之间连通性降低、关系变弱。人类经济活动及土地利用政策对东乡县景观格局有显著影响。到2025年东乡县建设用地将增加68.72 km~2,水域、林地和未利用地仍将不断减少,但耕地有所增加;景观斑块数增加,形状略趋复杂;景观异质程度提高,有向多样化、均匀化发展的变化趋势。总体来说,东乡县景观格局正逐步朝着稳定、均匀和多样的方向发展,但仍需加大力度保护和增加耕地资源,控制和合理规划建设用地,维持生态环境平衡。     

基于GIS/RS的榆林市土地利用时空格局动态分析

根据1997年和2010年2期Landsat TM影像数据,运用遥感监督分类方法得到榆林市近13 a土地利用分类图;应用GIS空间分析技术,采用定量和定性相结合的方法,对榆林市能源基地建设以来土地利用类型转换,土地退化时空规律,土地利用格局变化的驱动机制等进行了深入分析.研究表明,1997-2010年,榆林市土地利用时空格局发生了显著变化,其中果园、草地、林地面积大幅增加,增长幅度分别为1 578.8％,108％,84.6％;耕地及未利用地面积显著减少,减幅为57.1％和59.3％.土地利用变化存在明显的区域差异,各类型间的转化总体表现为未利用土地、沙地、耕地通过综合治理及退耕还林还草等措施,转化为有利于改善区域生态环境的林地、草地、果园.