民勤绿洲景观生态安全格局分析

基于1999、2013年覆盖民勤绿洲的两期TM影像数据,利用Arcgis技术获得各景观类型的空间特征指标和基于景观空间邻接的绿洲生态安全指标,进而在空间格局方面对绿洲的生态安全进行评价。结果表明:1999-2013年,1)受潜在沙化威胁程度最大的斑块类型由耕地变为了林地,而居民地始终是受威胁程度最小的斑块类型;从变化趋势来看,耕地斑块受沙化威胁在减小,而林地、草地受沙化威胁在增加,居民地则不变。2)耕地受潜在盐碱化威胁的程度不变,并且始终是受盐碱化威胁程度最大的斑块类型;其余斑块类型受盐碱化威胁的程度都呈减小趋势。3)在绿洲水平上,绿洲整体受潜在沙化威胁的程度在增加,受潜在盐碱化威胁在减小。     

青藏高原高寒绿洲景观格局特征分析

借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等手段,运用生态学原理对青海香日德绿洲进行景观格局特征分析。结果表明,香日德绿洲景观多样性指数和均匀性指数分别为1.634和0.8397,均处于中等水平。研究区景观优势度不高,但是耕地、林地、未利用土地仍占有较高的景观比例,尤其耕地,不但景观比例大而且随着移民的不断涌入还有增长趋势;研究区景观分离度最大的是交通用地,最小的是耕地,表明耕地分散程度最小,交通用地最大。区域景观破碎度最大的是耕地和林地,最小的是交通用地和水域,说明耕地被分割程度最大,水域和交通用地最小。分维数指数最大的是居民及工矿用地,最小的是耕地,即居民点及工矿用地形状最不规则,受人为干扰最小,相反耕地形状最为规则,受人为干扰最大。     

基于Markov过程的张掖绿洲土地利用预测

根据河西绿洲张掖市2002、2003和2004年3个时点的土地变更详查数据,应用马尔科夫过程模型预测了未来5年内河西绿洲张掖市土地利用结构变化.结果表明: (1) 2006～2010年5年间,河西绿洲张掖市耕地变为园地、林地、牧草地及建设用地.(2) 5年间河西绿洲张掖市土地利用类型面积变化幅度最大的是林地,土地利用类型主要转化表现为由耕地、园地、牧草地、建设用地、未利用土地向林地转化,其中耕地向林地转化的面积最大.     

南疆典型绿洲土地利用空间格局变化特征分析——以疏勒县为例

利用新疆疏勒县三期遥感影像解译得到的数据,对疏勒县土地利用空间格局变化进行深入分析。分析结果表明:(1)研究区内耕地、林地、草地和建设用地四者之和面积占该区总面积的52.97%,盐碱地和沙地等未利用地占44.35%。1990～2006年间,林地、草地、建设用地面积大幅度增加;盐碱地和沙地面积大幅度减少。其充分说明人类活动对土地利用/覆被类型变化影响越来越强烈。(2)研究区土地利用/覆被类型转移的主要方向是耕地转化为林地和草地,草地和沙地转化为耕地,耕地和草地转化为建设用地,草地转化为沙地。土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化"的过程。(3)景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小。驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构和政策因素及人类干扰强度的影响。     

25年来额济纳天然绿洲LUCC及景观格局时空变化

在3S技术的支持下,利用额济纳天然绿洲80年代、1990年和2009年3期Landsat-TM影像,对额济纳天然绿洲植被类型进行判读,结合实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,确定植被类型,将研究区可以分为林地、灌木、草地、水体、耕地、居民地、荒漠7个类型。使用GIS分析工具,从各类土地分布面积变化和类型转移趋向...     

综合治理前后民勤绿洲景观格局时空演变特征

根据1999年、2006年和2013年的Landsat/TM影像数据,利用GIS技术和Fragstats,分别从景观和类型2个水平上对比研究了综合治理前后民勤绿洲的景观格局及其时空格局演变,结果表明:石羊河流域综合治理前(1999—2006年),绿洲内以牺牲林地、草地为代价的盲目开垦现象与绿洲沙漠化趋势同时并存,民勤绿洲景观的复杂程度和连通性不断提高,而其景观异质性在降低,绿洲呈破碎化发展趋势;综合治理后(2006—2013年),民勤绿洲景观斑块形状复杂程度在提高,破碎化程度和斑块连通程度均在下降,而其景观异质性在增加。绿洲景观破碎化程度的下降主要是受湖区绿洲景观破碎化程度变化的影响,该时期,退耕后的生态恢复已初见成效,但泉山区土地沙化和湖区土地盐碱化现象依然严峻。景观指数变化在绿洲尺度和各景观分区尺度上表现出明显差异,说明景观指数存在明显的尺度效应。石羊河流域综合治理措施的实施,改变了民勤绿洲土地利用景观时空格局特征,从而对绿洲生态系统的结构和功能产生影响。     

近25 a关中地区土地利用及其景观格局变化

近25 a来,受自然环境和人类活动的影响,陕西省关中地区土地利用及景观格局发生了明显变化。以陕西省1990—2015年4期30 m栅格土地利用数据为基础,利用GIS技术和景观生态学方法,对研究区土地利用和景观格局时空变化特征及其驱动力进行分析。结果表明:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,其中耕地面积最大,1990、2000、2010、2015年分别占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;(2)研究期内,耕地、草地面积持续减少,其中耕地减少面积较大,减少了12.79×104hm~2,林地、水域、城乡工矿居民用地面积均呈增加趋势,城乡工矿居民用地面积增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地减少0.58×104hm~2,减少幅度38.16%;(3)由于人类活动干预,研究区土地利用类型相互转化频繁,主要表现为耕地转为城乡工矿居民用地、草地和林地,草地去向和来源主要为耕地和林地,林地去向和来源主要为耕地和草地等;(4)研究区景观形状指数、香农多样性指数和均匀度指数分别从204.693 4、1.774 6、0.574 1上升到211.805 5、1.851 8、0.599 1,表明景观破碎化程度升高,异质性增加;(5)研究区土地利用景观格局变化的驱动因素是社会经济发展及区域政策和农业生产。     

新疆维吾尔自治区皮山县绿洲景观格局变化及驱动力分析

文中探讨皮山县绿洲景观格局近25年的时空变化状况和绿洲时空变化的主要驱动因素。基于1991-2015年不同时期的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据和基础地理数据,在RS技术的支持下对皮山县绿洲进行了土地利用信息提取。在此基础上,借助景观生态学的理论与方法,结合水文和气象数据分析了皮山县绿洲24年来的生态环境变化状况,并探索导致其变化的原因。结果表明,24年间皮山县绿洲面积增加了410.3km~2,耕地和城乡建设用地面积的增加最为明显,增加面积分别达412.71km~2和48.96km~2,草地、水域和林地均出现面积减少。耕地破碎度减少,城乡建设用地破碎度先减少后增加。皮山县绿洲景观格局变化受人为因素的影响远大于自然因素的影响,这体现在城乡建设用地动态度的增加和耕地破碎度的下降。     

渭河下游洪泛区土地景观格局变化及驱动力研究

应用GIS/RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS,研究了1989-2000年渭河下游洪泛区土地景观格局变化及其驱动力.结果表明:①建设用地、草地、盐碱地、裸地、林地和园地的面积在增加,而耕地和水域的面积在减少;土地盐碱化形势依旧严峻,累计有2.08 km2的耕地和0.94 km2的草地出现了盐碱化,而且由于径流量减少使得3.47 km2的水域暴露并演化为盐碱地.②景观系统中优势斑块类型的连接性逐步降低,景观破碎化程度和景观异质性均呈现出增高趋势,其不定性的信息含量增大;耕地和林地的异质性及破碎度均有所降低,而建设用地则相反;草地、盐碱地和水域的各项指数波动性较大,景观变化较为剧烈.③人口增长、农业生产、区域产业结构调整以及水利工程等因素所引发的河道变迁、洪涝灾害频发等环境问题是促使景观类型转变的重要驱动力.④保护为主、合理开发洪泛区资源,适当退耕、重建河岸植被带等措施应该是洪泛区土地管理的唯一途径.     

渭干河-库车河三角洲绿洲景观格局动态变化及其对生态系统服务功能的影响

利用渭干河-库车河三角洲绿洲1989年、2001年和2007年的遥感影像数据,分析了1989～2007年间渭干河-库车河三角洲绿洲景观结构变化规律,并讨论了由此带来的生态系统服务价值的变化。结果发现:在1989年～2007年间,研究区林地、草地、盐碱地和水域在减少,其中林地减少最多,草地和盐碱地其次,水域面积减少最小。耕地、建设用地和沙砾在增加,耕地增加最多,建设用地其次,沙砾变化较小;在整个研究期内,研究区生态系统服务总价值呈下降趋势,从1989年的5744.1×106元,分别下降为2001年的5543.0×106元和2007年的4540.2×106元;在生态系统各单项服务功能价值中,气体调节、授粉、生物控制和食物生产所占比例在1989年～2007年间呈增长趋势,干扰调节、水分调节、营养循环和废物处理所占比例则在减少,气候调节、水分供应、侵蚀控制、原材料和休闲娱乐变化较小,土壤形成、栖息地、基因资源和文化服务所占比例则基本保持不变。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。     

草原文化遗址区景观格局变化及其生态风险评估——以元上都为例

以元上都草原文化遗址区为研究对象,运用1990、2000、2010年TM影像数据,RS与GIS技术及景观格局分析软件,在对研究区景观结构与景观格局时空变化及其对区域生态环境的影响进行分析的基础上,借助景观干扰指数及景观脆弱度指数,构建生态风险指数开展其生态风险动态评估。结果表明:近20年来,元上都遗址区的景观结构变化较大,其中草地、湿地与沼泽面积均在减少,而耕地、林地、居民点与工矿用地、沙地面积增幅明显;草地景观的优势度降低,景观格局向破碎化、复杂化、多样化与异质化发展。生境质量下降、边缘效应增加、草地生态系统抗干扰能力降低、沙地面积扩张是元上都遗址区生态环境致损受危的风险源;因景观稳定性逐渐降低使其面临的生态风险有加大趋势。     

干旱地区生态移民土地利用变化生态风险 ——以宁夏红寺堡区为例

以全国最大的移民安置中心——红寺堡区为研究对象,基于1995、2000、2005、2010年和2015年五期遥感数据,采用RS和GIS技术,选取土地利用程度、耕地垦殖指数、景观多样性指数和景观破碎度等指数构建生态风险指数模型,并运用生态风险模型和空间分析方法对红寺堡区1995—2015年的土地利用变化及其生态风险的时空分布特征进行分析。结果显示：研究时段内草地面积下降明显,共减少29 494 hm²,耕地、林地、水域和建设用地面积呈上升趋势,其中建设用地面积增幅最大,而未利用地面积虽波动明显,但研究时段始末变化不大;1995—2015年研究区生态风险不断下降,生态风险指数由1995年0.3972下降至2015年的0.3235;红寺堡生态移民安置区各乡镇生态风险空间分布变化较大,不同类型区间均有转换,且不具有规律性,1995—2005年间以最高风险区和较高风险区为主,2005—2015年间以中等风险区和较低风险区为主。通过地理探测器对影响红寺堡生态移民安置区生态风险因子进行探测发现,林地、草地和植被覆盖度等指标因子对安置区生态风险具有较大影响,因此在通过扬黄灌溉工程和基本农田建设,增强农田生产能力,保障生态移民安置区经济发展和生态安全的同时,应注重安置区生态用地面积的增加与建设,以此来增加安置区植被覆盖度和降低其生态风险程度;生态保护、摆脱贫困和经济发展是生态移民的主要方向,因此红寺堡安置区在发展过程中在追求经济实力提升的同时,也要注重生态安全的保障,将生态安全放在全区发展的重要位置。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM影像解译得到的3期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对渭干河-库车河三角洲绿洲1996～2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.分析得出,前后2个4年间,渭干河-库车河三角洲绿洲耕地为先增加后减少,园地和林地则是先减少后增加.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域及建设用地面积增加,草地和未利用土地面积减少.8年尺度渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.61.前4年综合土地利用动态度为0.55,耕地及建设用地的年变化率较大,园地和林地的年变化率较低.后4年渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.38,园地与耕地的年变化率较大,水域和未利用土地的变化率较低,前4年变化程度比后4年明显.最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化的主要原因.     

基于马尔科夫模型的乌审旗景观格局模拟与预测

在遥感与GIS的支持下,以2000年和2005年两期30m分辨率的TM遥感影像作为基础数据,获取乌审旗景观类型的转化数据,确定相应的转移概率矩阵,应用马尔科夫模型模拟景观的动态演变情况并预测未来景观演变的趋势。结果表明:(1)从2000-2005年,居民地、草地和水域景观面积增加迅速,分别增加了32.26%、16.9%和9.83%。工矿用地景观面积变化不大,增加了0.46%。沙地、草地和林地景观转换频繁,其中草地增加了575.38km2,沙地增加了137.45km2,林地减少了444.58km2。耕地景观减少了121.82km2,主要是向草地和林地景观的转换;其它未利用地减少了81.14km2,主要是向草地和沙地转换。(2)利用马氏过程模型,得到未来研究区景观面积的变化趋势:草地、居民地持续增加,其它未利用地、耕地、林地、水域、沙地持续减少,工矿用地有较小幅度的增加。当到达稳定期时,各类景观面积百分比分别为:耕地占0.58%,林地占5.1%,草地占38.70%,水域占0.29%,居民地占0.22%,沙地占54.11%,其它未利用地占0.40%,工矿用地占0.60%。可见,该旗未来景观以城市建设用地尤其是居民地建设用地景观的面积增加为主;退耕还草、围封草场等工程措施的实施,使得耕地面积减少、草地面积增加;沙地仍然是未来景观的主要类型。     

额济纳绿洲生态环境变化及其恢复

黑河下游额济纳绿洲是我国西部干旱区具有重要生态防护功能的绿洲,近年来,在人类活动和气候变化的双重作用下,绿洲生态环境发生了一系列变化:1)由于黑河上中游用水量的增加,导致下游额济纳绿洲的入境水量逐年减少,并且地下水位不断下降,水质恶化。2)以胡杨林、柽柳、梭梭林为主的天然林大面积减少;草地生态系统呈现以草场面积减少,牧草产量下降,草地荒漠化和载畜能力降低等为特征的持续退化趋势。3)土地沙漠化和盐碱化现象在该区表现明显。为了使额济纳绿洲的生态环境向着良性循环方向发展,本文从水资源、植被及土地生态系统等方面对额济纳绿洲提出了生态恢复对策。     

近20多年来石羊河流域景观格局演变特征

在RS和GIS的支持下,应用景观生态学理论和方法,通过对1986,1994,2000和2006年四期遥感影像,采用景观空间格局指标定量分析20多年来石羊河流域景观规模和空间格局演变。结果表明:在全流域草地和沙地占据优势,而武威绿洲以耕地占绝对优势,民勤绿洲则以耕地和沙地共同占主导地位,主要景观的变化则以民勤绿洲耕地、沙地的增加和林地、草地的减少最为显著;流域整体景观结构较为稳定,但流域小区域内,景观演变较为突出;流域景观变化主要发生在中下游的武威和民勤绿洲区,而各景观结构的变化主要集中在荒漠和绿洲的交错地带。尤其从2000年到2006年6年时间里,绿洲化趋势在武威绿洲发展明显,耕地增加显著,沙地大量减少。而在民勤绿洲,耕地虽有所增加,但沙漠化进程大于绿洲和农业化进程。     

磴口县荒漠绿洲景观特征及时空变化研究

将磴口县作为研究区,按照荒漠景观和绿洲景观两大主要景观类型对1989,1995,2000,2007,2010和2014年遥感影像进行分类,利用荒漠绿洲景观重心迁移模型、转移矩阵和景观格局指数系统研究了磴口县荒漠绿洲景观时空演变以及格局特征。结果表明:1)25年来荒漠景观逐渐向西北迁移,绿洲景观逐步扩张,积极的沙漠化治理获得成效。2)严重沙漠化景观和重度沙漠化景观大面积转出为其他景观,中度和轻度流转最为频繁,非沙漠化景观逐渐成为主体景观。3)轻度沙漠化景观和中度沙漠化景观破碎化程度较大,轻度沙漠化景观的人类干扰程度更大,斑块更为复杂。     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影像上提取的土地沙漠化数据,运用ARC/INFO软件和Access统计软件,分析科尔沁沙地近20年来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系。主要结论草地和耕地是土地利用的主要类型,未利用地面积较大,其它利用类型面积较小;15年来,耕地和林地增加幅度最大,草地减少幅度最大,土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大,占一半左右,以中度类型为主;变化趋势是沙化面积增加,程度减轻。在持续强度利用条件下,面积广大的草地和耕地发生退化,由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地;而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小,在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以,草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因,而土地利用方式的改变能加快土地沙漠化的进程。