采伐对森林景观影响的研究进展

采伐既是影响森林景观结构特征的关键因子,又是森林经营和可持续发展的核心内容.通过控制采伐格局能构造理想的、可持续利用的、和谐的森林景观格局.采伐格局与森林景观的关系始终受到林学家和景观生态学家的特别关注.从采伐对森林景观影响的研究方法入手,总结了国内外在景观尺度上研究森林采伐影响的现状,针对国内外采伐对森林景观影响研究存在的问题,指出了我国今后森林采伐对森林景观影响的研究方向.     

道路网络对武夷山市景观格局的影响

为探讨城市景观格局对道路网络的响应,利用地理信息系统(GIS)技术,以福建省武夷山市土地景观和森林景观为例,通过测定土地类型和森林类型2个尺度下景观格局指数的变化,定量分析道路网络对武夷山市景观格局变化的影响.结果表明,在道路网络影响下,武夷山市景观格局变化明显.在土地类型尺度上,全市斑块数增加14.08％,平均斑块面...     

基于GIS/RS的滨海湿地景观空间格局多尺度分析

[目的]为研究滨海湿地景观空间格局的多尺度变化。[方法]运用GIS与遥感技术、Fragstats景观分析软件,以辽宁省盘锦市滨海湿地为研究对象,选取了具有代表性的景观格局指数,从不同行政区单元及空间粒度出发,定量分析了区县级与地级市的景观格局空间尺度特征。[结果]空间粒度上,斑块密度、斑块数等景观指数具有明显的尺度效应,可预测性强。景观空间格局在地市级和区县级尺度都具有明显的尺度效应,表现出不同程度的规律变化,整体趋势一致。[结论]区县级和地市级尺度的湿地类型均受人类影响很大,景观破碎度增加,总体湿地景观结构向简单化方向发展。     

不同幅度景观格局与水分利用效率耦合研究

景观格局是生态过程在一定时空尺度上综合作用的产物,它对生态系统内的碳水分配以及碳、水循环过程中的耦合作用有极其重要的影响。目的为了探讨多尺度下景观格局与水分利用效率的相互作用规律,为景观格局与生态过程耦合关系的研究以及区域生态规划提供一定的理论基础。方法本研究采用PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型模拟了千烟洲森林生态系统2000—2014年的水分利用效率,并分析了多尺度下景观格局指数和水分利用效率,年总初级生产力的相关性及其变化趋势。结果（1） 景观破碎化指数（斑块数量、斑块密度）与水分利用效率在缓冲区为10 ~ 80范围内呈显著负相关关系,平均斑块面积和水分利用效率在缓冲区为10 ~ 80范围内呈显著正相关关系。（2） 景观形状指数（景观形状指数、分维度指数）与水分利用效率在缓冲区为50 ~ 100范围内呈显著正相关。（3） 景观聚合度指数（相似邻接百分比、聚集度指数）与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10~50范围内呈显著正相关。（4） 景观多样性和均匀性指数与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10 ~ 20时呈显著负相关,70 ~ 100时变为显著正相关。（5） 景观格局指数和水分利用效率的相关性表现出明显的尺度效应。（6） 总初级生产力和景观格局指数相关性的变化规律同水分利用效率和景观格局指数相关性的变化规律一致。结论景观格局与生态过程的耦合受到尺度效应的影响,建议区域生态规划要充分考虑尺度效应,使景观格局与生态过程发挥最大的耦合效用。      

不同幅度景观格局与水分利用效率耦合研究——以千烟洲为例

景观格局是生态过程在一定时空尺度上综合作用的产物,它对生态系统内的碳水分配以及碳、水循环过程中的耦合作用有极其重要的影响。【目的】为了探讨多尺度下景观格局与水分利用效率的相互作用规律,为景观格局与生态过程耦合关系的研究以及区域生态规划提供一定的理论基础。【方法】本研究采用PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型模拟了千烟洲森林生态系统2000—2014年的水分利用效率,并分析了多尺度下景观格局指数和水分利用效率,年总初级生产力的相关性及其变化趋势。【结果】(1)景观破碎化指数(斑块数量、斑块密度)与水分利用效率在缓冲区为10～80范围内呈显著负相关关系,平均斑块面积和水分利用效率在缓冲区为10～80范围内呈显著正相关关系。(2)景观形状指数(景观形状指数、分维度指数)与水分利用效率在缓冲区为50～100范围内呈显著正相关。(3)景观聚合度指数(相似邻接百分比、聚集度指数)与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10～50范围内呈显著正相关。(4)景观多样性和均匀性指数与水分利用效率间的相关性在缓冲区为10～20时呈显著负相关,70～100时变为显著正相关。(5)景观格局指数和水分利用效率的相关性表现出明显的尺度效应。(6)总初级生产力和景观格局指数相关性的变化规律同水分利用效率和景观格局指数相关性的变化规律一致。【结论】景观格局与生态过程的耦合受到尺度效应的影响,建议区域生态规划要充分考虑尺度效应,使景观格局与生态过程发挥最大的耦合效用。     

基于景观生态模式的农田景观格局变化研究——以江苏扬中为例

在遥感和GIS技术的支持下,结合试验农区8种农田生态模式和实地调查数据,在对不同农区5年间景观格局特征(多样性指数、匀度指数、优势度指数和破碎度指数)分析的基础上,找出了以生态模式为尺度的主要影响因子与景观格局变化之间的对应关系,揭示了生态模式尺度下景观格局变化的生态学意义。研究认为:生态模式作为农田景观破碎度的限制性因子影响明显;城郊农区及环岛农区比规模生产农区生态模式对农田景观格局的影响大;稻田中的生态模式对景观格局影响不显著。     

海口市林分碳密度与景观格局指数耦合研究

为了解森林景观的空间组成、分布等特征对林分碳密度的影响,并以此为海口市优化林分结构,保护林地资源等方面提供参考。以海口市2015年森林资源二类调查数据为基础,运用arcgis、fragstats、spss等软件量化林分碳密度与景观格局指数并以此构建耦合协调度模型,来反映林分碳密度与森林景观格局的关系。研究发现,海口市热带林面积比重较大,且人为经营活动较强,导致其景观破碎化程度较高;林分碳密度与森林景观格局指数之间具有一定的相关性,且是相互促进的关系,当某一林分类型的空间配置较好,分布较聚集,不被其他地类分割时,其碳密度往往也较高。通过对海口市林分碳密度和森林景观格局指数的耦合研究,发现其林分碳密度与森林景观格局指数耦合协调度状况总体上并不良好,需要进行调整和改善。     

内蒙古高原东南缘森林-草原交错带景观格局研究

为揭示内蒙古高原东南缘森林-草原交错带景观格局,利用美国陆地卫星(Landsat5)Tm遥感影像,采用尺度占优聚合后多尺度分析各景观指数的方法,筛选确定交错带景观特征尺度,并在特征尺度下对交错带景观格局进行分析。结果表明:在选取的12个景观指数中,有9个景观指数随尺度变化而呈现有规律的上升或下降趋势且拐点十分明显,其中有6个景观指数在510m处发生转折,景观在510m尺度处具有等级结构,510m为交错带景观特征尺度。特征尺度下交错带景观格局表现为其他类型(包括裸地、居民区、公路等)面积最大,其次是阔叶林、针叶林和草地,水体面积最小;斑块形状复杂性依次为阔叶林针叶林草地水体其它;森林斑块数量大,为研究区景观斑块的主体,具有一定的景观基底性质;景观聚集程度高,蔓延度低,破碎化程度低;景观以少量较大斑块为主体,同时还包含很多小斑块,景观类型较单一;水体数量少且面积小,破碎化程度最低。     

塞罕坝地区植被景观格局时空尺度效应

为探讨植被景观格局时空尺度效应,运用随机森林分类方法解译塞罕坝地区3期(1989、2000和2016年)遥感影像,并利用简单聚合法将景观类型栅格数据进行空间粒度上推,计算基于斑块类型水平和景观水平的景观格局指数;采取尺度图谱分析不同时空尺度草地、天然次生林、灌木及人工林等植被类型的景观尺度效应,通过信息熵模型确定了景观格局分析的最佳空间粒度。结果表明:(1)4种植被景观在空间尺度上具有相同的变化特征,而在时间尺度上表现出不同的变化趋势;(2)不同景观指数对时空尺度的响应结果不同,边缘密度、斑块密度、景观形状指数、聚集度指数及蔓延度指数在时空尺度上具有较强的尺度效应,且90 m为研究区植被景观格局的最佳分析粒度;(3)草地、天然次生林在1989—2016年期间,破碎化程度增加,对研究区的生物多样性造成威胁。     

干旱绿洲区景观格局结构的空间尺度效应——以宁夏青铜峡市为例

干旱绿洲区景观格局结构的空间尺度效应研究对于区域生态安全以及区域生态网络构建具有重要意义,本文以宁夏青铜峡为研究对象,以2015年遥感影像为基础数据源,应用"斑块—廊道—基质"模式,综合运用景观指数法、Arcgis空间分析法以及地理探测器等方法对干旱绿洲区景观格局的尺度效应进行分析研究.结果表明:(1)在研究区景观格局中,其斑块为耕地、林地、草地、水域以及建设用地;廊道为河流,而其景观基质为未利用地.(2)从景观类型水平上看,不同景观类型的景观格局指数在不同区间上的尺度效应存在较大差异,其中斑块类型和景观类型水平上的景观指数对尺度变化的依懒性较强.(3)通过研究发现在1～15 km尺度区间上,景观类型和指标类型的尺度效应差异最大;在16～30 km尺度区间内,景观类型、指标类型尺度效应的差异明显减小;而在30 km尺度区间以后,景观类型和指标类型的尺度效应逐渐消失.因此30 km×30 km的尺度是研究青铜峡市景观格局的有效幅度.而通过地理探测器诊断和提取影响研究区景观格局尺度的主导因素发现,聚合度指数是影响研究区景观格局尺度效应的主要因素.     

基于土地利用变化的沂河流域景观格局与径流关系的分析

为探究流域径流量和景观格局变化的关系,基于沂河流域土地利用数据和实测径流资料,运用景观格局指数分析方法和统计分析方法在景观水平和斑块类型水平方面分析流域土地利用景观格局变化与径流量的相关关系。结果表明:1)1961—2015年,流域年径流量相比于年降水量其波动幅度及下降趋势更显著,这说明流域年径流变化除受到降水因素影响外,还受到土地利用变化等人类活动的影响。2)1975—2015年,流域土地利用类型以耕地为主,其次林地、建设用地和草地所占比例较大,再次是水域,而未利用地面积最少;土地利用变化主要表现为耕地和草地迅速减少,建设用地和林地快速增加,水域和未利用地有不同程度的增加;流域景观格局破碎化程度增大、斑块形状趋于复杂、连通性趋于减弱、景观异质性增高。3)在斑块类型水平上,径流量与斑块数量(NP)和斑块密度(PD)相关性较小,随着斑块破碎化程度的增加有先减少后增大的微弱趋势;径流量与斑块结合度指数(COHESION)相关性也较小,与最大斑块指数(LPI)有较强的相关性,随着斑块连通程度、景观优势种丰度的增加呈现先增加后减小的趋势。在景观水平上,径流量与多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)显著相关,与景观分离度指数(DIVISION)的相关不显著,随景观类型多样性、斑块形状复杂度、斑块聚集度、景观分割度的增加呈现先增加后减小的趋势。     

城镇森林视觉景观异质性对美学质量的影响

北京市海淀区东升镇各大高校内以建筑为背景的城市森林景观十分丰富。结合样地实测和景观照片的分析,运用美景度（SBE）评价、主成分分析和聚类分析等方法,探讨了视觉景观异质性与美学质量之间的联系。结果表明:以建筑为背景的城镇森林视觉景观异质性与美景值呈显著负相关,基于视觉景观异质性和美景度将视觉景观分为3类:①高异质、低质量景观（类型Ⅰ）:视觉景观异质性最高,斑块密度（PD）,景观多样性指数（SHDI）,景观均匀度指数（SIEI）,分离度指数（SPLIT）,景观形态指数（SHAPE）,分形维数（FRAC）均最高,最大斑块指数（LPI）和连通度指数（CONTAG）最低,视觉景观连通性差、结构不稳定,构景因子的植被比例（VE）和植被建筑比例（R）最低,建筑比例（BU）最高,形状和边界的复杂主要体现在硬质要素（建筑和道路）上,整体美学质量差,可观赏性不高;②中等异质质量景观（类型Ⅱ）:视觉景观异质性中等,整体稳定性、连通性、建筑和植被比例均中等,SHAPE和FRAC最低,景观美学质量仅次于类型Ⅰ景观;③低异质、高质量景观（类型Ⅲ）:视觉景观异质性最低,PD,SHDI,SIEI,SPLIT及BU最低;LPI,CONTAG及VE和R最高且SHAPE,FRAC与景观Ⅰ相似,整体稳定性强,连通性高,植被丰富,植被斑块边界和形状富有一定的变化,公众喜好度最高。由此可见,随着视觉景观异质性增强,城镇森林的美学质量显著下降,而增加视野中的植被可提高美景度,相反,增加建筑比例则会降低美景度。     

基于火模拟的森林火灾风险定量评估

  目的  森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响，识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险，为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。  方法  利用燃烧概率模型（Burn-P3）在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险，分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。  结果  火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.040 1，燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主，平均火强度及蔓延速度分别为2 043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高，阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低，但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明，风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%，针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。  结论  研究区内大部分区域的燃烧概率较低，但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高，是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能，可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物，降低火灾风险。      

侧柏人工林林分结构与色彩斑块间的耦合关系

目的色彩是森林景观中最易影响感官的信息要素，也是衡量景观质量高低的重要指标，而林分结构是影响林内景观质量的重要因子。本文旨在通过林分结构与色彩斑块的耦合关系，对北京山区侧柏人工风景林林内景观质量的影响机理进行探讨。方法采用主成分分析构建林分结构因子，通过灰色关联度分析研究林分结构与景观色彩斑块的耦合关联程度，并结合单因素方差分析和多重比较的方法研究两者间的变化规律。结果(1) 4个因子对林分结构的影响程度依次为:林内空间因子＞植被生长因子＞林木高度因子＞林内竞争因子。(2)林分结构与景观色彩斑块的耦合关联度为0.6，属弱协调程度。其中，相关关系耦合度较大的指标包括:林内空间因子与色彩最大斑块比例(LPI)和斑块色彩多样性(SHDI)、植被生长因子与色彩斑块分离度(SPL)和色彩对比度(CPC)、林木高度因子与SHDI、SPL和CPC、林内竞争因子与色彩斑块亮度(CPB)。(3)植被生长仅在中低水平上对LPI有显著影响；林下相对高度仅在较高水平时对CPB和CPC有显著影响；而林内竞争程度在中低水平上对CPB和CPC有显著影响，在较高水平上对SPL有显著影响。结论侧柏人工风景林林内景观色彩斑块与林分结构属中等关联程度，林分结构因子对色彩斑块的影响存在差异:不同林分结构因子所影响的色彩斑块指标、同一林分结构因子在不同水平上所影响的色彩斑块指标以及对色彩斑块的影响程度不尽相同，两者间存在相对复杂的耦合关系。      

苏州环太湖地区土地利用景观格局变迁分析

基于遥感和GIS技术研究城市化过程中的土地利用及景观格局变迁,深入理解变化的内在动力机制,是满足区域人地协调发展的需要。以苏州环太湖地区为例,采用1986、1998、2003年TM数据,通过解译获得土地利用格局变化信息,进而对太湖生态保护岸线进行缓冲区分析,计算最大斑块所占面积比例(LPI)、斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、面积斑块分形指数(FRAC_MN)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)7种景观指数,分析土地利用及景观格局变迁,为区域规划调控提供依据。结果表明:建设用地和耕地是区内主要的用地类型,其面积比例普遍超过60%,建设用地在不断增加,并且1998年以后增加的幅度变大;景观总体格局遭到破坏,建设用地增加所导致的最大斑块面积比例不断上升,斑块数量减少,斑块密度下降,景观均匀度降低。     

天目山林区景观格局时空变化及驱动因素分析

  目的  研究南方集体林区的景观格局变化特征及驱动因素,可为森林可持续经营提供科学依据。  方法  采用景观类型面积转移矩阵和景观格局指数分析方法,对比研究了浙江天目山自然保护区国有林和周边社区集体林2000、2010和2017年的景观格局变化特征。  结果  生态林是保护区和社区的优势景观。保护区整体呈生态林面积增加,经济林面积减少趋势,而社区生态林面积逐年减少,经济林面积不断增加;保护区的竹林和山核桃Carya cathayensis林向生态林转化,社区呈现生态林向经济林、建筑、道路转化,经济林之间相互转化,经济林和耕地相互转化的特征。保护区的景观格局变化不大,社区景观的破碎度、异质性和均匀性逐年上升,生态林的优势地位逐年下降。政策因素、市场需求变化和道路是导致保护区和社区森林景观格局变化差异的主要驱动因素。  结论  社区景观格局的变化会影响森林的生态和文化功能,可以从政策、旅游业发展和道路建设等方面制定相关措施。图1表8参17     

北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成与多尺度环境因子的关系

  目的  城市化进程加剧了城市绿地的破碎化,严重威胁了城市鸟类多样性,河流生态廊道在鸟类栖息地保护方面起到重要作用。然而,各类群鸟类多样性受多尺度环境因子的共同影响,针对不同类群的城市生态廊道鸟类栖息地格局优化与栖息地营造亟待理论研究的支撑。本文在分析北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成特征的基础上,对景观格局、栖息地斑块和微栖息地3个尺度下的环境因子对各类群鸟类物种构成的影响进行综合分析,以期深入了解影响鸟类栖息地选择的环境因素,为城市鸟类多样性保护和城市河流生态廊道栖息地建设提供参考。  方法  于2019年春季对温榆河生态廊道内部鸟类物种构成和植物群落结构特征进行实地调研,并对流域栖息地类型进行目视解译和格局分析,通过冗余分析法（RDA）对鸟类物种构成特征与多尺度环境因子的相关性进行分析。  结果  50 ~ 200 m内的景观格局环境因子对廊道内鸟类总体物种构成解释度最高。鸣禽类群物种构成与微栖息地内的乔木均匀度、小范围内的水体、湿地面积以及较大范围内的草地、落叶林地相关指数相关;陆禽类群物种构成与耕地和灌丛相关;游禽和涉禽类群物种构成与较小范围内的水体面积、湿地面积相关;猛禽与湿地水体相关性强。相同生态类群下不同居留型鸟类与环境因子之间的相关关系存在差异。多数鸟类的多度与100 m范围内湿地面积、湿地最大斑块占比和湿地结合度以及2 000 m范围内水体分离度等指数正相关。  结论  不同类群鸟类与各环境因子的关系存在差异,但水体和湿地相关指数对河流生态廊道内各生态类群鸟类均有影响。在未来的城市生态廊道建设中,建议考虑不同类群鸟类的栖息地偏好,注重廊道内部湿地水体格局的优化,针对目标物种开展鸟类栖息地营造与保护工作。      

试验林火干扰下大兴安岭北部落叶松林土壤含水率的时空变化

  目的  跟踪量化轻、中、重度火干扰下兴安落叶松林土壤含水率,定点分析其时空变化规律与火烧强度干扰差异,深入探讨其形成机制;旨在清楚地认识高寒区火干扰森林生态系统恢复初期土壤水分变化对植被恢复的影响力,并为其调控提供参考。  方法  采用网格法确定固定点位并实施林火干扰试验,根据火烧强度等级划分轻、中、重度火烧区,烘干法跟踪监测火烧前、火烧后、翌年融雪季后、翌年生长季土壤含水率。  结果  林火干扰后:（1）轻、中、重度火烧区土壤含水率立即下降,春旱时段进一步大幅下降,生长季迅速回升;（2）生长季前重度火烧区土壤含水率显著低于轻、中度火烧区,生长季火烧强度干扰差异消失;（3）生长季前,土壤含水率及其相对变化率的空间格局与火烧强度空间格局极显著负相关。  结论  寒温带针叶林火干扰生态系统恢复初期,春旱时段重度火烧迹地土壤含水率可能限制植被更新和再生,应加强集水保水技术调控。      

县域尺度下景观指数的粒度效应

  目的  尺度的合理确定是景观格局和生态研究过程的关键。研究县域尺度下景观指数的粒度效应,并计算景观指数的适宜粒度范围对分析景观格局变化具有重要意义。  方法  以2017年安徽省宿松县的景观分布图为数据源,从类型和景观水平分析了各个景观指数在20~500 m粒度范围内的粒度效应,并选取适宜的粒度范围;通过拟合函数揭示不同景观格局指数随粒度增大的变化特征;结合景观面积损失精度评价模型确定宿松县景观格局变化的最适宜空间粒度值。  结果  景观指数具有一定的空间粒度效应性,其中大部分景观指数的可预测性强,但景观总面积、平均面积分维数、平均形状指数、Simpson多样性、Simpson均匀度指数对空间粒度响应不敏感;景观指数的粒度效应曲线可分为单调递减、单调递增、无变化、复杂变化4种类型;景观指数的拐点主要集中在70和200 m;在景观水平下景观指数粒度效应曲线拟合后的函数主要为幂函数,且拟合程度高。  结论  宿松县景观格局变化的适宜粒度为100~110 m,最佳粒度为100 m。图3表1参27     

1980—2018年江苏里下河平原景观格局时空变化及其热点分析

  目的  探讨景观格局时空变化及其冷热点,为区域生态安全与高质量发展提供科学依据。  方法  以江苏里下河平原1980、1990、2000、2010与2018年共5期景观类型数据为基础,采用景观格局指数、景观转移矩阵、景观综合动态度等方法,分析里下河平原近40 a景观格局的时空变化特征,基于热点分析探究景观变化的冷热点区域。  结果  研究区耕地、湖荡湿地和建设用地为优势景观类型,耕地是面积占比最多的景观,但整体上持续减少了1 000.67 km2,湖荡湿地和建设用地面积不断扩张,建设用地扩张面积达679.83 km2,草地和未利用地面积有所减少,林地面积有所增加。近40 a来,研究区各景观类型之间发生了复杂的相互转化,最显著的是耕地与湖荡湿地、建设用地之间的相互转化。研究期间格网景观综合动态度变化幅度为0~5.43%。里下河平原景观变化具有明显的方向性和聚集性,以“东南—西北”方向为主轴发生倾斜,兴化市、高邮市、盐都区及江都区是景观变化的热点区域。  结论  里下河平原景观格局变化显著,景观多样性增加、破碎化加剧,人类活动对景观格局的影响增强。自然湿地恢复政策的实施对研究区景观生态安全产生了积极影响。图4表4参32