景观格局对阳澄湖小流域水质变化影响的空间尺度效应

[目的] 研究阳澄湖小流域不同空间尺度上景观组成与结构变量对水质的影响,为该区域湿地水环境质量提升和景观格局优化提供科学依据。[方法] 以阳澄湖12个水质采样点为中心,利用GIS软件生成6种空间尺度的圆形缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析、Pearson相关分析等方法,识别景观格局对湿地水质影响最有效的缓冲区空间尺度,探讨其与水质的相互关系。[结果] ①总体上,乔木林地和湖泊的面积占比在空间尺度上逐渐减小,城镇住宅用地、水田和养殖塘的面积占比逐渐增加。②景观格局对湿地水质影响的空间尺度效应体现在不同圆形缓冲区内,在半径为800 m的圆形缓冲区内总解释变异值最大为68.2%。③景观组成变量仅有在半径为1 000 m的圆形缓冲区内PLAND_FOR与水质参数具有相关性。④养殖塘在半径为200 m的圆形缓冲区内对水质影响较大;水田、乔木林地和湖泊在空间尺度较大的圆形缓冲区（半径大于500 m）是影响水质的主要景观类型。[结论] 景观格局与水质最相关的空间尺度为800 m的圆形缓冲区,不同尺度缓冲区内景观结构变量对水质的解释能力均比景观组成变量明显,湿季水质参数与景观格局指数的相关性大于干季。     

景观格局类型对土壤侵蚀的影响

在景观格局特征尺度上讨论景观格局类型与土壤侵蚀的关系,为具有减缓土壤侵蚀效果的景观格局提出优化的方向。以挠力河流域为研究区,利用3S技术、USLE模型、移动窗口法与半变异函数、有序多元logistic回归等方法,从特征尺度上量化了分析景观格局类型对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)2010—2018年研究区景观格局破碎化程度增加,景观格局类型有向散布型转化的趋势。(2)2010年、2018年研究区的景观格局特征尺度分别为4 500 m,4 250 m,后者景观格局更为丰富。(3)2010—2018年研究区土壤侵蚀总量增加。(4)研究区土壤侵蚀强度主要取决于现状土地利用斑块特征,在景观格局特征尺度下网状型景观格局类型对土壤侵蚀的缓解效果最好,网状型、指状型和棋盘型与散布型景观格局类型相比,土壤侵蚀强度至少高一个等级的概率分别为0.53,0.74,0.88。研究结果可为景观格局优化和水土保持管理提供参考。     

洮儿河中下游流域景观格局的形成及水环境效应分析

景观格局是地貌格局、土壤格局、植被分布格局、水资源格局及生产力格局等的综合.从景观发育的动力因素角度,分析了洮儿河中下游流域景观格局特征,总结了推动景观格局形成的地质地貌、气象水文及社会生产力因素,重点阐述了水环境系统演化与景观格局发育的耦合过程和特征,探讨不同景观要素对水环境特征分异的关系,分析景观格局对水环境系统中水量、水质及空间分布的整体影响.     

山东沿海地区土地利用和景观格局变化

为分析和预测山东省沿海区域土地利用和景观格局变化,该文将景观格局指数作为评价土地利用变化模拟模型的基本指标;基于RS和GIS技术分析2000-2010年土地利用和景观格局的变化特征,并尝试CA-Markov模型预测土地利用变化,发现其在景观格局预测方面的不足,因而探索和提出Spatial-Markov模型,该模型不仅适合于土地利用变化模拟,也适合于景观格局过程分析。具体包括:1)基于2000、2005和2010年的Landsat影像进行土地利用分类,分析10a间土地利用和景观格局的变化特征,表明:耕地面积不断减少,城镇和农村居民点用地不断扩张而占用大量耕地,草地等又不断开垦为耕地;区域景观格局破碎化趋势显著,人为干扰加剧,各种景观类型的分布向均匀化发展;2)基于Logistic-CA-Markov模型,以11个变量、2000和2005年土地利用分类图为基础,模拟的2010年土地利用图与观测值相比较,虽然得到的Kappa系数较高(0.8530),但难以支持对景观格局特征的预测和分析;3)提出Spatial-Markov模型,基于2000和2005年土地利用分类图模拟2010年土地利用,模拟结果的Kappa系数高达0.8872,且景观格局指数也与观测值非常接近,因此,选择该模型预测2015和2020年的土地利用和景观格局;4)预测结果表明,2010-2020年间耕地面积将继续减少,城镇、农村居民点将继续保持快速增长的态势;景观尺度除了分形维数,其他指数保持2000-2010年间的变化趋势,而在类型尺度,除水域和未利用地外,各种景观类型多个景观指数将总体保持原有的变化趋势。该研究可为山东沿海区域土地利用规划提供参考,并为土地利用预测研究提供了一种新的方法。     

农地确权成果在耕地景观格局分析中的应用

如何将农地确权数据成果应用于农业发展尚在探讨中。研究将农地确权数据成果应用在耕地景观格局分析中,以郑家镇为例,基于2015年农村土地承包经营权确权登记工作中实测法得到的承包地块矢量数据,结合多光谱遥感影像数据,采用景观指数法,分别从镇级、村级两种空间尺度对耕地的自然景观和权属景观格局特征进行了对比分析。结果表明,相同空间尺度下,耕地自然景观与权属景观存在差异,承包经营权制度对耕地景观格局具有影响。在村级尺度下,各村耕地分配具有差异性。郑家镇耕地整体景观表现为一致的聚集程度高,但不同空间尺度下耕地破碎化、连片分布情况和斑块形状复杂程度不一致。农地确权数据成果可在不同空间尺度支持耕地景观格局分析,依据分析结果可以支持不同行政级别的农村耕地承包地权属分配、流转用地经营空间布局和耕地利用整理等农业管理工作,辅助智慧农业发展。     

完达山东部地区景观破碎格局情景多尺度分析

以完达山东部地区现实景观为背景,使用主成分分析方法对设置的多尺度景观格局破碎情景进行分析.结果表明,主成分分析在景观水平上能准确地表征完达山东部地区多尺度景观逐渐破碎的过程,在类水平上表现效果不理想.斑块数量、斑块密度、对比度加权边缘密度、总边缘长度、边缘密度、景观形状指数和总边缘对比度在1000 m以下尺度能很好地表征农田斑块变化过程,阔叶林斑块的格局指标在几组尺度上表现破碎过程规律一致,基质斑块格局指标对景观破碎的多尺度响应更复杂.     

大都市郊区山地景观规划的案例研究

都市郊区的山地景观规划旨在协调都市和郊区、景观和发展等之间的利用与保护关系,为当地社区居民抉择产业行为与景观效应保护时,提供一条良好均衡的便捷路径。基于景观协调理念,使用土地利用图、TM影像、地形图和参与式农村评估、野外踏勘获得的数据基础,进行都市郊区山地区域内景观镶嵌要素与人类福祉间耦合的情景安排,结果表明：未来景观情景强调资源约束和引导经济发展,符合样区以往景观格局演化规律,及今后人口、乡村（城镇）经济和景观行为的变动态势对景观格局调整的需求;情景数量调整注重内涵挖潜,建立了城镇居住用地的扩张与农村居住用地的减少间的消长关系,以改过去以牺牲农用地尤其耕地的扩张方式的再度发生,且适时增加郊区耕地的建园、还林规模和保持未利用地的景观效应发挥;情景空间展布采用分区协调模式,符合样区的微观立地实际,景观状况较好的宽谷、缓坡或低山区注重景观效应的保护和自然恢复,较健康的轻度干扰区或不健康的重度扰动区实行景观格局保护下的重建,而陡坡或裸土（岩）区诉诸于不发展才是最大发展的景观效应策略;都市郊区的山地景观规划必须通过对过去景观格局演化的辨识,做到协调不同利益主体间的矛盾冲突。研究符合山地都市郊区开放空间的产业-景观-用途间协调战略需求的多视角理解,有助于丰富统筹城乡格局下人们对都市郊区产业-景观间耦合镶嵌关系的认识。     

北京山区农村居民点整理用地转换方向模拟

农村居民点用地不同转换方向将对区域景观格局带来不同的环境效应,如何因地制宜地科学确定农村居民点整理方向是当前农村居民点整理工作中需解决的一个重要基础理论问题。该文使用CA-Markov模型对北京山区未来土地利用进行了多情景模拟,进而对其景观格局指数进行了比较分析,以反映不同农村居民点转换方向引起的不同环境效应。研究结果表明,山区农村居民点用地整理去向为耕地和园地时景观效应较差,而依靠适宜性评价结果或整理成林地则取得较好景观效应。因而,在当前北京山区农村居民点整理过程中,应审慎看待整理为耕地或者园地的普遍做法,在科学评价的基础上因地制宜地确定山区农村居民点的整理方向,使其与其周围基质相谐调以更好地优化土地利用总体格局获取最大环境效益。     

基于景观安全格局的城镇建设用地扩张多情景模拟研究——以扬州市为例

城镇建设用地多情景模拟有利于实现土地资源优化配置,保障区域可持续发展。本文以扬州市为例,以2005年、2013年土地利用变更数据为训练数据,借助景观安全格局与ANN-CA模型模拟城镇建设用地扩张趋势,并利用城镇建设用地转移矩阵与景观格局指数分析2013—2020年城镇建设用地模拟结果。研究结果表明:(1)不同情景下的城镇建设用地模拟扩张占用其他景观规模不同,但均占用农村居民点规模最多,其中,惯性发展情景下,模拟新增城镇建设用地以布局在低景观安全格局为主,占用耕地、水域、林地规模较高;基本保障情景下,模拟新增的城镇建设用地主要布局在中景观安全格局区域,较惯性发展情景占用耕地规模增加,占用水域、林地规模减少;与惯性发展情景、基本保障情景相比,最优保护情景下占用耕地规模略高但集中于高景观安全格局区,新增占用水域规模、林地规模降低。(2)不同情景下的景观格局也存在差异,惯性发展情景下,景观格局变化一定程度有利于促进城镇化发展,但不利于耕地机械化生产,影响林地、水域生态服务功能;基本保障情景下,景观格局变化一定程度上有利于城乡社会经济发展,对非人工景观的破坏程度较惯性发展情景降低;最优保护情景下,景观格局变化更有利于区域社会、经济及生态发展。(3)惯性发展情景下,应适当规划生态基础设施,严格划定永久性基本农田;基本保障情景下,应充分发挥景观安全格局的生态底线功能,引导城镇建设用地合理开发与布局;最优保护情景下,可通过存量建设用地挖潜等措施提高土地集约利用水平。     

耦合MOP与FLUS模型的杭州市土地利用格局优化及权衡分析

调整优化城市土地利用结构与布局,实现社会经济发展和生态保护的协同优化是城市土地利用规划管理和决策的关键。该研究使用多目标规划(multiple objective planning,MOP)模型和未来土地利用模拟(future land use simulation model,FLUS)模型相结合的方法,运用权衡分析制定多目标权衡下的土地利用优化配置情景方案,以期为杭州市土地利用优化配置规划和管理提供科学参考。结果表明:1)通过耦合MOP模型和FLUS模型,从土地利用生态-经济转化效率视角可以有效实现土地利用结构和布局的优化配置情景模拟。2)通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定土地利用经济与生态效益权重比例为4:6的发展情景是权衡土地利用社会、经济和生态效益下的杭州市土地利用结构最优方案。3)最优土地利用结构方案的建设用地扩张规模介于经济发展优化和生态保护优先情景方案间,耕地规模较其他情景方案减少幅度放缓,在空间上减少对生态用地的侵占,土地利用景观格局破碎度和复杂性降低。该研究的方法和结果可为区域土地利用规划决策和可持续发展提供理论与应用参考。     

水土保持的水环境效应研究

 非点源污染已成为我国很多湖库型水源地的主要污染源,给人们的生活和健康以及经济社会的可持续发展造成严重危害。水土保持措施是防治非点源污染,保护水源水质,保障饮水安全的重要手段。笔者界定了水土保持水环境效应的概念;将非点源污染的类型划分为农业型、水土流失型、农村生活型、城市径流型和降水降尘型;首次系统地揭示水土保持的水环境效应机制;定量分析小流域综合治理与区域综合治理水土保持的水环境效应。     

基于模糊积分模型的农村生活污水处理模式综合评价方法

目前生活污水污染问题是农村人居环境和生态环境恶化的重要原因之一。该文对现有中国农村生活污水处理技术和工艺、典型工程处理效果和运行状况以及存在的问题进行调查和分析,从经济、技术、环境3个方面筛选评价指标,通过层次分析法与熵值法相结合的主客观综合赋权法确定各评价指标的权重,构建农村生活污水处理技术评价指标体系;采用分层模糊积分模型对15种现有农村生活污水处理技术模式进行综合评价和排序,最终筛选出三级塘生物生态强化处理技术、户用生态滤池、厌氧-(兼氧)-人工湿地、生物接触氧化-生态沟渠、一体化净化槽、厌氧-兼氧-好氧三级生物滤池、厌氧-土地处理、生态滤池-生态塘、厌氧-生物接触氧化-人工湿地、地埋式微动力氧化沟10种技术模式,推荐作为中国农村生活污水处理典型技术模式。该文对中国农村生活污水治理工程建设具有一定的参考价值。     

经济发达地区耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响分析

探讨耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响有利于丰富耕地可持续利用和保护路径,对维护国家粮食安全和景观生态安全具有重要意义。该研究以经济发达地区嵊州为研究对象,基于土地利用数据、耕地分等成果和93个样点采样数据,测算耕地重金属镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg）污染水平和耕地景观格局指数,采用逐步回归模型和空间回归模型分析耕地景观格局与重金属污染的关系。结果表明：1）研究区各土壤重金属因子污染指数及内梅罗综合评价指数的均值范围为0.22～0.42,Cd、Pb和Hg污染风险依次降低,整体污染风险较低,单个重金属污染指数变异系数均大于0.5,污染风险较高地区呈现团状聚集空间分布特征。2）耕地重金属污染与景观格局在城乡和道路梯度上存在明显的空间关联关系。3）耕地不同类型重金属污染与耕地景观格局各类指数呈现显著相关关系,耕地景观斑块规模、破碎度以及斑块形状复杂度与耕地重金属污染呈显著负相关关系,耕地景观聚集度与耕地重金属污染污染呈显著正相关关系。该研究进一步深化耕地景观格局与土壤重金属污染的定量关系,可为从景观格局优化路径控制土壤重金属污染提供参考。     

苏南河网水体污染控制工程及其效果分析

以武进港流域的跃进河、陈巷浜、西大河浜为例,开展了河网水体污染控制技术研究。在河道中分别实施生态修复技术,缓流纳污河浜原位增氧-动态生态组合工艺处理农村生活污水技术(ODBP)工艺及ET生化与生态系统组合处理工艺,对3个示范工程的运行效果进行了分析比较,研究了适用于流域河网地区的污染控制技术。负荷削减效果分析表明,3种工艺技术对水中氮、磷等污染物质的去除效果均较好,并具有良好的生态景观效果。通过进一步优化,可形成适合于太湖流域河网地区的水环境质量改善和生态修复的关键技术。     

西南岩溶地区地下水污染及防治途径

岩溶地下水资源是西南岩溶山区最重要的生活生产用水来源,也是西南岩溶地区实现社会经济与生态建设全面可持续发展的重要保障。在分析西南岩溶山区地下水资源开发利用状况的基础上,对西南岩溶地区地下水污染现状及特点进行了调查分析。结果显示,西南岩溶地区地下水污染源主要来自城市经济活动、工矿开采及"三废"排放、农业生产面源污染、农村生活垃圾污染4个方面。提出了加强岩溶地区地下水调查及定位监测;加强水环境保护的宣传教育,提高村民水环境保护意识;调整产业结构,推进农村垃圾集中处理;发展有机生态农业;推进农村生态环境综合治理及地下水污染治理技术攻关等相应的防治与调控对策,认为防治岩溶地下水污染的关键在于预防。     

我国农业面源污染治理技术研究进展

随着我国经济社会的进一步发展,农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素,农业面源污染治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。本文重点介绍了当前我国农业面源污染的状况、农业面源污染的成因及特征,并从农村生活污水的治理技术、农村生活垃圾的处理处置技术、农田径流生态拦截技术以及包括化肥减量化技术和农药减量化与残留控制技术为主的农业化学品减量使用技术等方面介绍了我国农业面源污染治理研究的发展现状,提出未来我国农业面源污染治理的系统控制思想和相关技术研究的趋势,包括系统控制与区域治理结合、技术研发与工程示范结合、面源污染控制与管理结合及建立健全国家级农业面源污染监测评价与预警体系等。     

生态脆弱带水土流失对农业景观的影响——以云南省丽江地区永胜县为例

以云南省丽江地区永胜县为例，分析了生态脆弱带水土流失对农业景观的影响，认为生态脆弱区水土流失严重的主要原因在于自然环境的脆弱性及在其基础上过度的人类活动，从农业景观要素和景观格局两方面讨论了水土流失对生态脆弱区农业景观的影响机制和结果，最后指出发展生态农业和区域的水土流失整治共同进行，才是生态脆弱区可持续发展的道路。     

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。     

青藏高原东北部河湟谷地农村居民点布局优化

针对河湟谷地生态地位重要且生境脆弱的特性,以生态格局稳定为前提开展农村居民点布局优化研究,能够统筹高原地区农村居民点发展和生态环境保护之间的关系,实现农村人居空间的"精明收缩"。该研究以西宁市大通县为例,运用最小累积阻力模型,从水土保持、生物多样性保护、水资源安全保护3个方面构建景观生态安全格局;并采用改进的引力模型构建农村居民点网络,运用网络节点中心性分析确定农村居民点在网络中的级别;根据景观生态安全格局和农村居民点网络节点中心性的组合特征将研究区内农村居民点划分为重点发展、潜力优化、控制规模和迁移合并4种类型,并针对4种农村居民点的布局优化类型提出布局优化调控建议。结果表明:大通县确定为重点发展型农村居民点面积为21.00 km~2;潜力优化型农村居民点面积为21.12 km~2;控制规模型农村居民点面积为10.27 km~2;迁移合并型农村居民点面积为4.02km~2。研究结果综合考虑景观生态安全格局与农村居民点之间联系与影响,不仅有利于助推河湟谷地零散闲置居民点"精明退出",而且在区域生态环境保护方面也有积极意义。     

大都市郊区景观生态型土地整治模式设计

开展景观生态型土地整治规划,是实现土地整治多功能发展战略的迫切需求。以上海市金泽镇土地整治项目为例,评价项目区景观格局与污染风险,提出江南水乡景观重建的土地整治目标。依据不同类型景观基底及生态功能需求设计景观调整优化模式:水系景观整治模式通过河网贯通、圩堤建设与堤边绿化,提高湖、河、塘的景观连通度;点源污染整治设置"乔灌草"缓冲带,提高隔离防护功能;基本农田整治模式强调田块撤并与农田水利建设,提高农田景观生产功能;村庄整治模式建设生活基础服务与休闲观光设施,改善村庄景观的生活休闲功能。景观生态型土地整治与传统的农地整治,在模式设计的思路与工程设置方面存在明显差异。