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     

最优尺度下新安江流域景观生态安全格局及其影响因素

新安江流域作为首个跨省生态补偿政策试点,其政策实施对于地区城市整体生态治理具有正向促进作用,分析新安江流域城市政策实施前、中、后期的景观生态风险时空演变趋势及驱动因素,可为该地区及同类区域生态治理及风险防范提供科学支撑。基于2000、2010、2020年三期土地利用遥感数据,寻求评价景观生态风险的最优尺度,分析其时空演变趋势,并借助地理探测器计算空间因子的影响程度。研究表明:研究区最优研究尺度为粒度70 m、幅度11 km;2000-2020年,研究区景观生态风险显著降低,较高以上风险区面积大幅缩减,生态风险呈显著的空间正相关性,且相关程度不断减弱,高值聚集区逐渐减少;研究区内土地利用强度与坡度对景观生态风险驱动效应最强,各因子交互探测时可显著提高解释能力。研究区各市景观生态风险空间差异显著,需加强对草地、水域景观整体性的维护,进一步加强新安江流域城市生态稳定性,同时应考虑地区用地结构及风险状况,针对性采取风险治理措施。     

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.     

滇池流域土地利用演变及景观生态安全评价研究

以1995年、2005年、2015年3期Landsat卫星遥感影像为基础,分别对滇池流域土地利用数量变化、空间变化和景观生态安全3个方面开展研究,分析滇池流域土地利用演变特征及景观生态安全格局。结果表明：1995—2015年,研究区土地类型以建设用地、耕地、林地和水域为主,其中林地、耕地和湿地面积减少,建设用地及未利用地面积增加,水域和灌草地面积波动变化;1995—2015年,研究区耕地转移面积最多,20 a缩减46%,主要转变为建设用地。建设用地新增面积最多,2015年面积是1995年的1.6倍,转入源主要来自耕地、湿地及林地;1995—2015年,研究区面积以较高安全区及中度安全区为主,3个时期景观生态安全指数均值分别为38.16、41.50、42.19,安全等级呈缓慢增长趋势。     

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。     

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...     

基于地理国情数据的合肥市城镇扩展及其景观生态风险研究

以合肥市2015年、2016年和2017年的地理国情数据为数据源,运用ArcGIS和Fragstats软件分析研究区2015—2017年的景观格局;基于景观格局指数评价法建立景观生态风险评价模型,并探讨城镇扩展强度与景观生态风险之间的线性关系。结果表明,2015—2017年间,合肥市景观格局变化显著,城镇用地、交通用地、工矿用地及水域面积总体呈增加态势,而耕地、园地、林地及草地面积总体呈减少态势。合肥市2015—2017年间的景观生态风险均处于极低状态,但随着城镇化进程的加快,期间的景观生态风险指数均呈上升趋势,景观生态安全的压力增大,且城镇扩展强度与景观生态风险之间呈显著的线性关系。     

云南高原湖泊杞麓湖动态演变及景观生态风险评价

  目的  探究气候变化背景下杞麓湖动态演变过程及其流域景观生态风险。  方法  基于1975-2015年8期时序Landsat数据,提取湖泊边界,并解译得到3期流域景观类型分类数据。从湖泊面积、轮廓和质心3个方面对杞麓湖动态演变进行研究,通过划分生态风险采样小区,建立生态风险评价模型,定量分析杞麓湖流域的景观生态风险。  结果  ① 近30 a来,杞麓湖流域景观结构变化特征明显,建设用地和滩涂湿地面积显著增加,农地、林地和水体面积持续减少,未利用地面积变化不大;②近40 a来,杞麓湖处于持续萎缩状态,2015年水体面积仅为面积最大年（1985年）的56.05%;杞麓湖形状体现为连续的复杂变化,以西部和南部的河流入湖口处变化最为明显,东部变化最小;杞麓湖质心主要向东北方向迁移,1975和2015年湖泊质心相距1 242 m;③生态风险评价结果表明:流域以较低生态风险为主,所占比为26.75%~35.09%,1985-2015年生态风险均值由0.957 8增加至1.013 9,流域生态风险趋于恶化。  结论  杞麓湖流域生态风险空间分布具有明显的区位性和异质性,高生态风险主要分布于杞麓湖水体部分,低生态风险主要分布于流域的湖盆之中,其余生态风险主要沿湖盆和湖泊呈块状或带状分布。     

秦岭南北流域景观格局特征及脆弱性差异研究

选择秦岭金钱河流域和灞河流域为研究对象,采用景观格局分析来评估流域生态状况、诠释生态过程。以2000年、2008年、2016年遥感影像为主要信息源,研究两流域土地利用状况和景观格局。结果表明,金钱河流域林地、未利用地、水域面积均有所增加,草地、建设用地、耕地减少;灞河流域林地、建设用地面积增加,未利用地、水域、耕地、草地均减少;从两流域的景观格局指数来看,金钱河水域发展的优势度越来越高,灞河水域发展的优势高于其他土地类型,2000年、2015年两流域景观破碎化程度有所减小,研究区发展更趋向于集中分布;两河流域的景观脆弱度空间分布及各等级分布形式均存在差异,景观脆弱度的高低与土地利用强度均相吻合。研究结果可为秦岭山地流域生态经济协调发展规划提供科学依据。     

洞庭湖生态经济区景观生态风险评价

根据景观生态风险的变化规律,对洞庭湖生态经济区的生态风险进行合理评估,对于洞庭湖生态经济区的生态发展有着重大的意义。基于1985年、2005年和2015年三期遥感影像,利用GIS技术和地统计学,构建生态风险指数,分析洞庭湖生态经济区景观格局,对洞庭湖生态经济区景观生态风险进行评价。结果表明:随着人类活动的加剧和"平垸行洪、退田还湖"政策的实施,洞庭湖生态经济区的建设用地和水域面积持续增加,分别增加了13.17万hm2和21.63万hm2;研究区域的景观生态风险状况从以较低生态风险和中等生态风险为主发展至较低生态风险、中等生态风险和较高生态风险并存的格局,同时高生态风险区域面积也有所增加;在后期,由于国家在此区域设立自然保护区以及加强部分地区的生态保护,低生态风险区和较低生态风险区的面积有所回升;因此在洞庭湖生态经济区的发展期间,要对区域生态风险进行定期监控。     

基于景观结构的经济发达地区生态风险评价——以昆山市为例

土地利用变化会带来景观结构变化,从而对景观生态安全带来影响。以江苏省昆山市为研究区域,选取1985和2010年2期遥感影像为基本信息,在构建生态风险指数基础上,基于空间分析手段,揭示了经济快速发展对景观格局及区域生态风险的影响。结果表明:1985~2010年,昆山市经济快速发展,人类活动强烈,景观干扰度增大,景观格局从以耕地为基本类型,向耕地、水域和农居点共同主导方向转变,耕地和水域是今后昆山最具有生态风险的景观类型;昆山生态风险形成以城市为中心向外增长趋势,全市有46.15%区域生态风险明显上升,还有23.2%区域生态风险也有所增强。经济快速发展对于区域景观格局作用强烈,导致区域生态风险处于上升态势。     

昆明市景观格局变化及其生态环境效应研究

以昆明城市景观为研究对象,采用景观格局指数、景观生态风险指数和生态系统服务价值系数探究1990—2018年景观格局变化及其生态环境效应,利用GWR模型分析生态环境效应与建设用地扩展的相关性。结果表明：市域景观类型变化程度在1990—2000年的城市化起步阶段相对稳定,在2000年后的城市化加速阶段动态变化加剧;景观格局指数变化呈稳定—不稳定趋势,1990—2000年,景观破碎度、形状不规则程度轻微下降,2000年后景观边界复杂程度加剧,优势景观的控制作用在减小,景观总体趋于破碎和均匀。景观格局变化带来了生态过程的变化,市域景观生态风险和生态系统服务价值均在降低;景观生态风险、生态系统服务价值在城市化水平最高的滇池流域内呈现出低等级区的环湖之势,其扩展路径与城市发展路径基本一致。生态环境效应总体均呈现出与建设用地扩展的负相关,且2010—2018年的负相关达到峰值,说明城市化加快带来了景观生态风险和生态系统服务价值的降低;建成区边缘的景观生态风险与建设用地扩展呈正相关,是景观生态风险的重点防控区。     

陕北地区景观格局及生态风险评估——基于土地利用变化

陕北地区生境破碎、生态脆弱,分析区域内用地格局及生态风险的变迁对促进黄河流域高质量发展具有重要意义。本研究基于陕北地区2000年、2010年和2020年土地利用数据,借助景观格局指数与生态风险评价模型,评估了区域土地利用格局的变迁及生态风险的时空分异。结果表明：(1)区域用地类型主要以草地和耕地为主,约占77%;2000年—2020年间,耕地、森林、水体面积分别增加3.65万hm²、0.34万hm²、0.03万hm²,草地、灌木地、湿地面积减少,建设用地增加快速。(2)区域整体生态破碎化程度减弱,但是耕地和林地的破碎化程度增加且形状趋于复杂多样,湿地和水体的景观斑块趋于分散。(3)区域内高风险区和较高风险区的占比分别从4.41%、5.40%下降到4.12%、5.28%,整体生态风险得到改善,高生态风险区主要集中在榆林市靠近内蒙古乌审旗的一些地区。当前,生态环境仍是制约黄河流域高质量发展的瓶颈,需要坚持统筹山水林田湖草沙高质量治理与生态工程建设,全面改善生态环境质量是夯实陕北地区社会生产基础,也是引领黄河流域生态产业高质量...     

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     

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.     

基于景观结构的经济发达地区生态风险评价——以昆山市为例

土地利用变化会带来景观结构变化,从而对景观生态安全带来影响。以江苏省昆山市为研究区域,选取1985和2010年2期遥感影像为基本信息,在构建生态风险指数基础上,基于空间分析手段,揭示了经济快速发展对景观格局及区域生态风险的影响。结果表明:1985²010年,昆山市经济快速发展,人类活动强烈,景观干扰度增大,景观格局从以耕地为基本类型,向耕地、水域和农居点共同主导方向转变,耕地和水域是今后昆山最具有生态风险的景观类型;昆山生态风险形成以城市为中心向外增长趋势,全市有46.15%区域生态风险明显上升,还有23.2%区域生态风险也有所增强。经济快速发展对于区域景观格局作用强烈,导致区域生态风险处于上升态势。     

基于土地利用变化的鄱阳湖流域生态风险评价

以鄱阳湖流域为研究对象,利用2000年、2005年、2010年、2015年4期遥感影像,分析了2000—2015年鄱阳湖流域的土地利用演变特征;根据景观生态学原理,构建土地利用生态风险评价模型,并借助地统计学、空间自相关、GIS技术等分析方法,对鄱阳湖流域土地利用变化情景下的生态风险进行评价。结果表明:鄱阳湖流域生态风险显现出逐步向高风险发展的趋势。高风险区主要集中在北部南昌市、鄱阳湖附近,南部生态风险较低,形成"北高南低"的局面。空间自相关分析结果显示高值-高值(H-H)聚集区集中分布于高风险区附近,低值-低值(L-L)聚集区主要分布于研究区边界。     

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...     

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。