景观格局演变及优化研究综述

景观格局演变及优化研究一直是景观生态学研究的重点问题之一,对维持区域生态安全和可持续发展具有重要意义。该文通过分析国内外学者的研究工作,总结了景观格局演变及优化研究的主要内容和成果,最后探讨了未来景观格局演变及优化的研究热点和发展趋势。     

基于ENVI技术下的蒙山风景区景观格局动态评估与分析

目的风景区景观结构随人类活动不断发生变化,过多人为干扰及不合理用地布局将影响风景区的可持续发展,梳理风景区景观格局动态变化特征对于指导风景区合理规划及促进生态稳定具有重要意义。方法以山东省蒙山风景区为研究对象,在ENVI技术支持下解译其2003、2008、2013、2015年遥感影像并借助景观格局指数分析软件Fragstats栅格版进行定量分析。结果基于2003—2015年蒙山风景区景观格局指数分析结合景观现状评估显示:（1） 研究期间林地、耕地类型缩减与建筑用地扩张是该时期风景区发展的典型特征,林地向耕地转化、耕地向林地转化、耕地向建筑用地转化是风景区景观类型转移最主要的3种方式,转换面积分别为1 760.49、1 197.27和1 497.15 hm2,依次集中于边缘区、边缘区、外围区。（2） 风景区整体破碎化程度呈现波动性变化,其中2008年为风景区破碎度最低的一年,同时也是林地类型破碎度最低的一年。（3） 典型空间结构上,风景区各个分区破碎程度排序为边缘区 > 外围区 > 核心区,边缘区破碎化程度高,生态较为脆弱。（4） 景观各类型均呈波动式变化,其中建筑用地破碎化加剧最为显著。结论风景区研究始末对比破碎度加剧,林地、建筑用地是影响景观格局稳定的关键因子,特别是边缘区林地、建筑用地布局应引起重点关注,同时破碎化程度不是判定景区发展的唯一因子,应结合景观品质的判定综合考量。      

长沙市景观生态格局现状与改善途径探讨

根据景观生态规划设计的原理,通过对长沙市景观生态格局现状及存在问题进行了分析,提出了改善长沙市城市景观的基本途径,包括保护城市的自然生态景观,保持地方特色和地域文化,维持景观生态过程与格局的连续性和建立城市中具有生态功能的廊道等。     

基于景观格局定量分析的滨水区景观建设

基于人水和谐的理念,以景观生态学等为理论基础,解析了滨水区的概念及其内涵。认为在城市化进程不断推进的背景下,滨水区已成为生态敏感脆弱的区域,而构建生态循环系统、重塑滨水景观环境已成为当务之急。在此基础上,以包括南湖荡主体及沿湖岸500 km的区域为研究区域,探究了其景观生态分类和景观格局分析。结合相关分析评价,针对南湖荡3个景观子区存在的不同问题,对每个子区因地制宜地进行具有不同特色的生态景观建设,以期实现滨水区的生物平衡、滨水景观的高效和谐与可持续发展。     

基于RS和GIS的天津城市景观格局演变分析

选取天津市区及周边的北辰区、西青区、津南区、东丽区为研究对象,利用1993年和2001年的30 m分辨率的TM遥感影像,在ArcGIS 9.3的支持下,通过计算景观格局指数的方法分析了研究区域的景观结构及其演变特征。结果表明：①景观总体构成比例变化较大,各类景观组分面积百分比随时间推移呈现不同程度的增减。耕地面积减少,比例由32.7%降至29.2%,下降了3.5%;绿地面积减少,比例由27.4%降至20.4%;水域面积减少,比例由26.1%降至23.7%;建设用地面积增加,取代了耕地的优势景观地位,比例由13.8%增至26.8%。②到2001年,研究区景观斑块总数达99 366块,比1993年的52 832块多出近一倍。③城市化水平提高和人为干扰强度增大导致景观多样性指数呈上升趋势,破碎化程度加强。通过对天津市城市景观结构动态变化的分析,可更好地认识城市的空间结构特征及其各要素的演变趋势,合理规划城市格局和土地利用方式,促进经济、社会和生态环境的良性发展。     

基于遥感的乌鲁木齐市景观格局演变分析

以1990、1999和2010年的3期Landsat TM/ETM影像及数字高程图像(DEM)为数据源,综合利用RS、GIS技术与景观生态学的理论和研究方法,对乌鲁木齐市近20a间的景观格局变化及其各景观类型空间转化特点进行了分析。结果表明:随着时间的推移,研究区的景观格局发生了较大的变化,其建设用地和林地的增加及未利用地的减少较为明显,其他植被有减少的趋势,水体面积有所增加;城市景观类型转移变化上,5种景观类型相互之间转化频繁,其他植被和未利用地主要转化为建设用地。因地形条件的制约,城市以"T"字形轴向式扩展显著,各景观类型发生转换的空间主要位于城市的西北和东北地区。在景观类型水平上,建设用地景观的优势度增强、边界越来越复杂和聚集度呈增长;其他植被优势度下降,破碎化程度增加;水体景观形状较为规则,破碎化程度降低;未利用地破碎化程度加强,优势度和聚集程度下降。在景观水平上,城市景观整体破碎化程度增加,形状趋于复杂,景观异质性增强,表现出多样化和均匀化的发展趋势。     

基于GIS和RS的徐州市景观格局演变研究

基于19791、9942、003年遥感影像,在GIS和RS的支持下,解译提取徐州市20多年来的景观类型的空间信息,选取分维数、景观优势度指数、均匀度指数、多样性指数、平均斑块伸长指数、破碎度和分离度指数,对徐州市景观空间格局的时空动态演变进行了分析。     

基于eCognition和ALOS影像的南盘江流域(云南段)景观生态格局分析

以2010年的ALOS影像为数据源,在eCognition的支持下进行南盘江流域(云南段)的景观生态分类,并采用景观指数分析法进行格局分析。结果表明:研究区总面积为43 276.52 km2,总斑块数为21 680个,分为17种景观生态类型;以暖温性针叶林、暖温性灌丛和灌草丛、旱地的面积最大,共占流域总面积的83.25%,为流域的景观基质;其中暖温性针叶林面积最大,为14 538.89 km2,占流域总面积的33.6%;暖温性灌丛和灌草丛面积为12 720.131 km2,占29.39%;旱地面积为8 766.45 km2,占20.26%。流域内整体斑块密度为0.501个/km2,其中最大为旱地,为0.147 7个/km2;边界密度为27.72,景观形状指数为144.16,整体的Shannon多样性指数为1.68,蔓延度指数为64.49;景观整体破碎度低,连通性较好,类型分布交错,景观格局较为复杂。     

永定河北京段河流形态模拟与弹性修复策略研究

【目的】自20世纪80年代断流以来,永定河下游河道被侵占、破坏严重,2019年和2020年永定河实施生态补水工作。本文选取永定河宛平湖至黄良铁路间河段,模拟不同生态流量和洪水脉冲流量设定下河流形态特征,目的是将补水流量变化与河流形态变化联系,为河流生态修复提供科学支撑。【方法】(1)运用Tennant法计算永定河下游生态流量,并选取3种不同等级的生态流量作为后续模拟输入;(2)使用CAESAR-Lisflood模型模拟3种生态流量和4种洪水脉冲流量下的形态特征。【结果】(1)模拟得到3种生态流量下河道内年平均水面面积为439.29～462.74 hm2,水面高度在40～52 m之间,最大流速为1.49～2.24 m/s。河道内侵蚀区域面积为52.18～77.94 hm2,沉积区域为61.70～101.39 hm2。4种洪水脉冲流量下,河道内年平均水面面积为637.58～769.25 hm2,水面高度在42～55 m之间,最大流速在3.92～5.85 m/s之间。(2)根据不同河段的形态特征,河道内侵蚀/沉积区域范围和5年一遇洪水淹没范围,提出不同河段修复策略,并确定河道内弹性空间范围。...     

基于生态系统服务的永定河流域北京段生态网络构建与优化

[目的]随着流域城镇化进程加快,自然资源的开发及城镇用地扩张,导致流域生态环境逐步恶化,生态系统服务功能也随之减弱.构建生态网络对于改善和修复流域生态系统结构与功能,进一步实现流域生态的可持续发展具有重要意义.[方法]以永定河流域北京段为例,对流域水源涵养、土壤保持、生境质量3种生态系统服务进行定量评估,利用Getis...     

基于ALOS影像的延吉市城市景观格局研究

基于ALOS遥感影像,选取景观分维数、破碎度、分离度等景观指数来定量描述延吉市景观格局.研究表明:延吉市景观多样性指数较高,景观类型面积所占比例差异大,作用影响显著,居住用地、耕地和公共设施用地景观构成了延吉市区的景观基质,道路和水域景观构成了廊道景观.建议调整城市的空间布局与结构,从绿地景观的建设和水网的保护角度来维护景观生态过程与格局的连续性,同时防止居住用地景观的快速增长,减少其它景观类型对耕地景观的侵占,以避免人地矛盾进一步激化.     

北京市自然保护区景观格局分析

基于北京市自然保护区分布图,在地理信息系统软件ArcGIS和景观分析软件FRAGSTATS的支持下,从斑块面积、周长-面积比、Shannon均匀度指数、散布与并列指数、相似邻近百分比、蔓延度、连接度7个景观指数的角度,对北京市自然保护区的景观格局进行分析。结果表明,北京市自然保护区面积差异较大,形状比较稳定,分布均匀程度不高,团聚程度较高。     

汾河流域土地利用景观格局演变及其驱动因素探究

【目的】分析汾河流域临汾段土地利用面积变化及景观格局演变特征,掌握影响土地利用变化的驱动因素,旨在为汾河流域可持续发展以及生态环境保护提供参考。【方法】以汾河流域中游临汾市为研究区,基于1990-2020年遥感、气象、社会经济等数据,计算该地区的土地利用程度指数、土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数（类型级别和景观级别）,探讨近30年临汾市土地利用面积变化特征及景观格局的变化趋势,利用主成分分析方法筛选影响临汾市土地利用变化的主要驱动因素。【结果】从土地利用结构来看,临汾市土地利用类型以耕地为主,草地和林地次之。从土地面积变化来看,1990-2020年,各土地类型的面积变化量绝对值由大到小依次为建设用地＞草地＞耕地＞林地＞水域＞未利用地,其中建设用地、林地及水域面积均增长,其余土地类型面积均减少;土地利用类型转移以耕地转为建设用地和草地以及草地转为耕地和林地为主。景观类型级别方面,耕地、林地和草地的最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI）、斑块平均大小（AREA_MN）和斑块结合度（COHESION）均较高;景观级别方面,随着时间的延长,斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、香农多样性指数（SHDI）和香农均匀度指数（SHEI）总体均增加,边缘面积分维指数（PAFRAC）和蔓延度指数（CONTAG）均减少。主成分分析结果表明,社会经济因素、产业结构因素和自然因素是临汾市土地利用面积变化最主要的驱动因素。【结论】1990-2020年,临汾市的土地利用面积与景观格局发生了明显变化,探明了影响临汾市土地利用面积变化的主要驱动因素,其中建设用地、草地、林地和耕地受各驱动因素的影响较明显。     

基于景观格局分析的乡村居民点布局优化研究

运用GIS和RS技术及景观指数分析软件Fragstats,以山东省广饶县为研究对象进行乡村居民点的景观格局分析。选取了反映斑块面积、布局形态、空间结构、破碎度、景观多样性等10余个景观格局指数,通过1995年和2008年两个时段乡村居民点景观格局指数的对比,直观地反映出广饶县乡村居民点的景观格局特征和演变规律,并通过分析其驱动因素,将景观格局指数量化指标体系与乡村居民点规划的内在规律相联系,为传统的城乡规划决策提供新的调查分析方法。     

基于GIS的北京市北部城郊绿地景观格局梯度分析

在GIS技术支持下,基于2009年北京市昌平区2m分辨率的GEOEYE-1遥感影像,采用梯度分析与景观指数相结合的方法,定量分析城郊绿地总体景观格局及大中小斑块类型的景观格局。结果表明:随着城市化强度的降低,城郊绿地斑块整体增加,破碎化程度降低,边界简单化,连通性增大。同时随着城市化强度的降低,小型斑块减小,破碎化程度降低,形状先简单后复杂;中型斑块先增多后减少,破碎程度先增大后减小,边界简单化;大型斑块整体增多,破碎化程度先高后低,边界简单化。随着城区到乡村的转变,绿地结构由小型斑块占优经中型斑块逐步转变为大型斑块为主。另外,所选用的景观格局指数多在城市化边界区出现急剧变化,表明城市化进程对绿地格局有显著影响。     

北京市永定河生态系统服务价值评价与研究

客观评价与分析河流生态系统服务价值对于水环境和生态系统的保护、修复和管理都具有重要意义。本文提出适用于北京市永定河生态系统服务价值的评价指标,采用相关方法从供给、调节、文化和支持4方面对2007至2012年的北京市永定河生态系统服务做出货币化价值评估。在此基础上,运用因子分析法从15个指标中筛选出影响生态系统服务的4个主成分,并通过复合权重法对4个主成分的得分赋权重,综合评价出2007—2012年北京市永定河的生态系统服务情况。结果表明:传统的货币化价值评估方法中,永定河的生态系统服务价值在不断提高,这与永定河实施的修复工程有关;而在生态系统服务得分上,2007—2012年整体呈上升趋势,但存在波动性,说明虽然经济价值在不断提升,但河流水资源存贮和调节功能下降实质上还是对生态系统服务功能产生了影响。经分析永定河的旅游功能是其核心服务功能,生态功能又是旅游功能得以实现的保障,因此在河流管理中要做到经济效益与生态效益和谐发展。      

延河流域土地利用景观格局分析

【目的】查清延河流域土地利用/覆盖格局,为该区域土地资源合理利用、改善水土保持措施提供理论依据。【方法】利用ENVI 4.0软件对2006年延河流域遥感图像进行处理,结合野外考察,在ArcGis 9.0平台下获得延河流域土地利用现状分布图;从景观格局的角度,根据国标2007《土地利用现状分类》的二级分类体系,将研究区土地利用现状划分为住宅用地(城镇住宅用地、农村宅基地)、耕地(水浇地、旱地)、园地(果园)、林地(有林地、灌木林地)、草地(天然牧草地、其他草地)、水域及水利设施用地(内陆滩地、湖泊水面、水库水面、河流水面)和其他土地(裸地、沙地、沼泽地、设施农用地)共7个大类17个二级类,分析了土地利用的数量结构和景观形态结构特征。【结果】延河流域土地利用类型中旱地的面积比最大,约为37%,其次是天然牧草地、裸地和有林地,分别为22.17%,23.6%和14.4%,其他类型面积均较小;旱地、有林地、天然牧草地和裸地频率比相对于其他土地利用方式较高;所有土地利用类型中,沼泽地平均面积指数最大,其次是裸地和天然牧草地;旱地、有林地、天然牧草地、裸地等图斑形状简单且各形状的图斑数呈正态分布;耕地为主要的土地利用方式,耕地、林地、草地和水域及水利设施用地的优势度较大。【结论】延河流域土地资源开发的重点是开展土地整理和规模经营,减少土地利用地块数量,降低形状指数,增加水域、人工草地和林地等生态用地面积,提高土地利用集约度和促进土地利用的多样化、均匀化;今后土地利用结构调整的方向是:增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值。