基于SWAT流域划分的博斯腾湖流域景观格局动态分析

为探讨博斯腾湖流域景观格局动态变化,对流域1990、2000、2005和2010年8月份4期TM影像应用监督分类解译进行土地利用分类和SWAT流域划分,结合对应去趋势分析(DCA排序),在FRASTATS软件的支持下,利用景观格局指标分别从类型水平上和景观水平上分析了博斯腾湖流域各个子流域的景观格局现状和动态变化。结果表明:1)博斯腾湖流域土地利用类型以草地和未利用地为主,近20年耕地面积和城乡建设用地面积在不断的增加,增长接近一倍;水域面积不断减少,减少面积高达1001.57 km2。2)近20年博斯腾湖流域斑块数量减少,减少幅度在50%以上,斑块形状整体趋于简单,景观的异质性程度降低;景观破碎化程度减低;景观中的草地和水域两种景观类型具有较高的团聚程度和延展趋势,形成了良好的连接性;景观类型优势度升高;景观邻接度升高。3)博斯腾湖流域各子流域景观格局差异明显,其中后博斯腾湖区、清水河区、开都河下游区和环博斯腾湖区景观破碎,斑块形状相对复杂、景观呈聚集分布的特点,且景观多样性较高;开都河中下游区、开都河上游区、黄水沟河区及开都河中游区,景观相对完整,斑块形状简单,聚集度相对大,景观多样性较高。     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表温度空间格局

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的空间格局研究;(2)博斯腾湖流域四季地表温度变化显著,春季温度分布在-17.02~31.52℃之间,夏季温度分布在-9.99~56.04℃之间,秋季温度分布在-16.45~37.31℃之间,冬季温度分布在-32.42~10.79℃之间;(3)不同土地利用地表温度的分布总体上沙漠/沙地的地表温度均值最高,旱地、裸岩等次之,积雪、草甸最低。内陆湖流域内地表温度和土地覆盖类型存在明显的时空差异性,在极端干旱地区绿色植被对温度降低具有一定的调节作用。     

基于CLUE-S模型的博斯腾湖流域土地利用变化情景模拟

区域土地利用演变是一个复杂的多因素综合作用下的非线性变化过程,通过土地利用变化模型去深入理解这种演变过程、特点以及未来变化趋势是一种有效的技术手段。以典型干旱区绿洲——博斯腾湖流域为研究区,运用CLUE-S模型,并结合Logistic回归分析、情景分析等方法,模拟了博斯腾湖流域2030年不同情景方案下的土地利用空间分布格局。结果表明:(1)以2010年土地利用数据为基准模拟的2015年土地利用格局,模拟正确比例为91. 05%,Kappa指数为0. 895,模拟效果良好,表明CLUE-S模型在博斯腾湖流域具有良好的土地利用变化模拟能力。(2)在不同模拟情景方案下,城建用地和耕地面积都将持续增长,新增城建用地和耕地主要是在现有基础上向外延伸;草地面积也有一定程度的增加,但增速明显放缓;林地和水域面积将继续萎缩。3种情景方案下的研究区土地利用空间分布格局存在较大差异。该研究可为博斯腾湖流域土地资源合理配置及生态保护提供理论参考。     

大宁河流域土地利用变化及其对景观格局的影响

研究区域土地利用变化对景观格局的影响有助于合理调控土地利用方式。以大宁河流域为研究区域,利用Arcgis9.3和Fragstats 3.3分析了大宁河1988—2010年间的土地利用变化及景观格局演变,系统分析了不同坡度、不同高程、不同岩性区的土地利用变化对流域景观格局的影响。结果表明:1)1988—2010年间大宁河土地利用变化较为显著,以旱地面积的增加和灌木林的减少及建设用地的增加为显著特点,集中体现在低高程(小于800m)、低坡度(小于25°)下的泥岩砂岩地区;2)大宁河流域景观多样性指数上升,景观格局较为破碎;3)大宁河流域土地利用变化改变了景观格局,与人类的干扰程度有关。最后,提出在不同坡度、高程及不同岩性区采用不同的土地利用方式,以降低景观格局变化带来的负面效应。     

大宁河流域土地利用变化及其对景观格局的影响

研究区域土地利用变化对景观格局的影响有助于合理调控土地利用方式。以大宁河流域为研究区域,利用Arcgis9.3和Fragstats 3.3分析了大宁河1988—2010年间的土地利用变化及景观格局演变,系统分析了不同坡度、不同高程、不同岩性区的土地利用变化对流域景观格局的影响。结果表明:1)1988—2010年间大宁河土地利用变化较为显著,以旱地面积的增加和灌木林的减少及建设用地的增加为显著特点,集中体现在低高程(小于800m)、低坡度(小于25°)下的泥岩砂岩地区;2)大宁河流域景观多样性指数上升,景观格局较为破碎;3)大宁河流域土地利用变化改变了景观格局,与人类的干扰程度有关。最后,提出在不同坡度、高程及不同岩性区采用不同的土地利用方式,以降低景观格局变化带来的负面效应。     

浏阳河流域土地利用景观动态及生态环境质量响应

为研究浏阳河流域的生态环境质量变化特征,在遥感和GIS技术支持下,利用1985年、2000年和2015年的遥感影像获取浏阳河流域内的土地利用/覆盖类型数据,应用景观生态学相关知识和土地利用转型的生态环境效应模型,揭示1985年—2015年浏阳河流域土地利用景观的空间格局和变化趋势,探讨该流域的生态环境质量变化及驱动机制.结果表明:(1)土地利用的整体变化特征表现为林地、草地面积缩减,耕地、人工表面面积增加;(2)生态环境质量空间分布东西差异大,总体特征是西部低,东部、南部高;(3)整体的生态环境质量指数从1985年的0.292 4持续下降至2015年的0.279 8,生态环境质量退化明显;(4)存在生态环境质量改善和退化2种过程,且退化过程大于改善过程,生态环境质量退化的主要因素包括林地转化为人工表面和林地转为耕地.     

基于GIS干旱区绿洲城市的景观格局分异研究——以石河子市为例

目前,结合景观生态学研究土地利用的空间结构并预测其变化趋势已经成为IGBP、HDP和WCRP等国际组织乃至全球的土地利用变化研究中的热点。为了定量研究绿洲城市化过程中城市景观结构的变化特征,本文基于GIS、Fragstats软件,结合景观生态学方法研究1999-2009年石河子市建成区景观格局特征及其变化方向。研究结果表明:(1)研究区70%的区域未发生土地利用变化,景观结构呈现由自然景观向人为景观转变的规律;(2)建设用地面积增加19.64 km2,是最主要的转入地类,而耕地面积减少17.25 km2,是最主要的转出地类;(3)建设用地扩张多以居民点为中心呈现发射状,逐步向市区北部和东部扩张,且多沿交通线分布;(4)石河子市各景观指数普遍高于其下属的街道办及乡镇、农场的景观指数,其中新城街道办和向阳街道办有比较系统的城镇规划,形状规则,各地类空间分布均匀,整体性较好。该研究为科学衡量绿洲城市土地利用结构变化提供定量化依据,可以从表观上无序的景观中发现潜在的、有意义的有序规律,为区域景观分布格局评价及优化以及未来城市总体规划设计、建设与管理提供基础数据和理论依据。     

呼和浩特市土地利用变化及其景观格局和生态环境效应分析

以呼和浩特市为研究对象,利用2000年、2004年2期TM遥感图像,对呼和浩特市土地利用时空变化及其景观格局和生态环境效应进行了研究,结果表明:(1)呼和浩特市土地利用以耕地、草地和林地为主,4年间草地、林地的土地利用变化幅度较大,耕地略有变化;(2)全市土地总体利用程度居全国平均水平以上,且有增加趋势;(3)土地利用转移矩阵体现各种土地利用类型的空间动态度都比较大,说明人类影响较大,(4)景观格局分析表明,整体景观的破碎化和异质化程度都有所增加,景观分布呈现出更为简单并集中连片的分布趋势,(5)生态环境效应分析表明,整体生态环境及各旗县的生态环境都有不同程度的改善,且山地、丘陵分布广泛的旗县改善程度要高于以平原分布为主的旗县.     

临汾市土地利用景观格局变化分析

临汾市地处汾河流域的中南部,其间景观格局的变化对市域内的生态环境变化起着重要的作用.本文以1987年和2009年两年的Landsat TM影像为基础数据,在景观生态学原理指导下,利用遥感解译与地理信息系统的技术,结合野外调查GPS核查信息,对研究区的两期遥感影像进行图像处理,并对用地动态和景观要素信息进行提取.随后利用景观格局软件FRAGSTATS,对两个水平年的各类景观要素进行斑块组成结构、面积特征、形状指数、破碎化指数、异质性和空间分布等指标分析.最后,通过对两期景观要素的对比分析,得出临汾市土地利用景观多样性趋于多样化,土地利用景观格局朝着均匀化方向发展,区域内的土地利用景观格局更加趋于合理化.     

基于CA-Markov模型的流溪河流域景观格局分析及动态预测

以广州市重要的水源地流溪河流域为研究对象,在Arc GIS和IDRISI平台的支持下,对流溪河流域2000—2010年景观格局进行分析,运用CA-Markov模型对流域景观格局进行了预测.结果表明:(1)在2000—2010年间流溪河流域景观格局随时间变化明显.具体表现在耕地景观类型面积不断减小,建筑用地景观类型面积不断增大;流域中下游地区景观格局变化剧烈,上游地区景观格局变化趋于稳定;(2)通过CA-Markov模型对2020年景观格局进行预测,发现其未来将继续向人为驱动方向发展,人类活动将对该地区景观格局变化产生更为深远的影响.总的来看,流溪河流域景观格局的变化主要表现为耕地、林草地面积的减少,园地以及建筑用地面积的增加.     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

2001—2018年鄱阳湖区土地利用及景观格局时空演变

基于2001年、2006年、2011年、2016年、2018年5期鄱阳湖区土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数和移动窗口法,定量分析了鄱阳湖区的土地利用变化及景观格局演变.结果表明:(i)鄱阳湖区的土地利用类型呈环状分布,以鄱阳湖为核心向外围过渡为耕地、林地等主要地类;人类活动及生态退化的双向递推导致城市空间面状扩张和林地流失严重;(ii)在土地利用动态转移方面,这18年间鄱阳湖区约17.63％的土地发生了转移,林地转化为耕地、耕地转化为林地、林地转化为草地成为主要转化类型;(iii)从斑块类型水平看,林地和耕地是鄱阳湖区的优势景观类型,2者置换趋势明显;从景观水平看,鄱阳湖区的景观破碎化程度加剧;(iv)鄱阳湖区南部的景观分离度高于北部,水陆交错带的景观分离度较高,形成了环鄱阳湖水域的景观分离圈.     

基于GIS的白洋淀流域景观格局对水质的影响研究

流域景观格局对水质变化有重大影响,GIS技术的广泛应用使得相关研究实现定量化.文章以白洋淀流域为例,运用邻近分类和手工分类相结合的人机交互式解译方法得到白洋淀流域2002、2007年两期土地利用图,在Arcgis平台上结合水文扩展模块进行亚流域划分,借助Fragstats软件计算景观格局指数,结合景观指数法、主成分分析法与相关性分析法对景观格局与水质变化特征进行研究.结果表明,林地增加则对水质改善有重要作用,耕地及建设用地的增加在一定尺度上导致水质恶化,白洋淀流域景观空间格局对水质影响较为复杂,同时流域的水质特性则更多的受到多种自然、社会因素影响.     

基于Fragstats的惠州市景观格局生态优化

采用景观格局指数及土地利用转移矩阵分析方法,研究从2000年至2018年惠州市土地利用景观格局特征及时空演变规律,并针对其景观生态发展突显的问题提出优化建议,为惠州市实现粤港澳大湾区生态担当的绿色城市定位提供规划参考。研究结果表明：(1)经历19年景观格局时空演变,惠州市土地利用类型丰富,其中林草地占景观总面积达64.21%,占据土地利用景观结构主导地位;(2)2000—2018年土地利用类型转化面积：未利用地>林草地>耕地>城乡工矿居民用地>水域,未利用地主要转化为林草地、耕地、城乡工矿居民用地而急剧减少,转化后三类用地面积显著增加,水域总体变化不明显;(3)惠州市2000—2018年各景观类型趋于均匀分布,存在多种优势种均衡发展。但与此同时城市化发展也导致其景观破碎化程度加剧,城镇用地边缘离散化,地类之间连接紧密性下降等问题出现。建议通过构建城市三生空间规划体系、生态廊道网络体系及优化城市发展空间布局等方式对惠州市景观格局进行生态优化。     

基于GIS的紫金山风景区景观格局及其动态分析

以南京紫金山风景区1993年和2002年两期森林资源调查成果为主要信息源,在地理信息系统软件Mapinfo 6．5的支持下,提取分维数、景观优势度、景观多样性及景观破碎度等景观格局指数对紫金山景区从1993～2002年近10年的景观格局及其动态特征进行了全面分析。结果表明：(1)景观优势度上升而多样性降低并且有林地景观类型始终占优势地位;(2)人为干扰大的景观类型有较小的分形维数;(3)有林地在研究区内呈集群分布而前期灌木林和后期疏林地近似呈随机分布。     

河流筑坝对流域和景观尺度土地利用变化的影响——以洪家渡水库为例

土地利用变化与人为干扰密切相关.河流筑坝改变了库区周边土地利用的类型和覆盖,影响了陆地生态系统通过内陆水体向海洋进行物质输送的过程.以乌江六冲河洪家渡水库为例,通过土地利用转移矩阵分析,在流域尺度和景观尺度探讨了洪家渡水库建设对六冲河洪家渡流域内土地利用变化的影响.结果表明:(1)在时间尺度上,土地利用变化主要发生在蓄水后第二阶段;蓄水后第一阶段洪家渡水库流域总体变化为耕地面积减少91.33 km~2,林地、草地、水体、建筑面积分别增加26.54,8.84,55.51,0.45 km~2;蓄水后第二阶段总体变化为耕地、林地、草地面积分别减少230.98,30.17,42.88 km~2,水体、建筑面积分别增加9.07,295.46 km~2;(2)在空间尺度上,土地利用变化主要集中在洪家渡水库附近,表现为耕地面积减少、草地面积增加;在库区景观尺度上,洪家渡水库筑坝后淹没了不同类型的土地形成库区,0～1 km缓冲区范围内土地利用类型变化最大,主要表现为水体转移为草地,建筑转移为耕地.     

基于“3S”技术的湖南安仁县土地利用类型变化分析

为更加深入了解城镇化背景下县域土地利用类型和景观格局变化,研究以"3S"技术为手段,以湖南安仁为案例,分别对2006年和2016年土地利用类型进行解译,分析此期间土地利用类型变化,并分别计算各年份多种景观指数﹒研究结果表明:林地和耕地一直是安仁县的主要土地利用类型,研究期间,耕地面积有所增加,林地面积有所减少;建筑物面积有所增减,不同土地利用类型主要向耕地转化;景观破碎化程度在降低,景观多样性增加,斑块分布更加均匀稳定﹒研究认为城镇化进程给县域森林景观保护带来了很大的压力,在城镇化进程中,坚持生态原则,实施生态规划,对于景观保护和景观格局稳定具有重要作用﹒本研究能够为县域尺度生态规划提供参考,对县域景观保护具有重要意义﹒     

近25年来汾河流域土地利用及景观格局变化研究

汾河流域土地利用及景观格局变化对山西省的生态维护与经济发展发挥着重要的作用。本文从土地利用变化和景观格局变化2个角度,利用GIS技术和Fragstats软件计算汾河流域1995—2020年的6期景观格局指数,并获取25年间土地利用及景观格局变化模式。研究结果表明：（1）汾河流域的草地、耕地、未利用地以及水域的面积减少了,建设用地与林地的面积增加了;其中耕地、草地及建设用地的变化幅度较大,表现出自然景观向人文景观转变的特征。（2）研究区景观总体上呈破碎化倾向,景观形状趋于复杂,景观分布异质性减小。（3）建设用地和耕地的景观破碎度不断增加,景观形状日趋复杂;林地景观破碎度先增加,景观形状趋于复杂,而后则相反;草地的景观破碎度增加;水域和未利用地的景观破碎度减小,景观形状趋于简单;耕地的最大斑块指数大幅减小但始终保持在第一的位置,耕地作为汾河流域的基质景观优势地位显著下降。总之,自然环境的演变、城镇化进程的加快和退耕还林政策的实施,使得汾河流域的土地利用及景观格局发生了巨大的改变,政府及相关部门可通过增加耕地保护力度,加强城镇建设用地利用强度,构建流域防护林体系,采取节水政策及建立汾河流域生...     

三峡库区大宁河流域景观格局变化及生态安全格局构建研究

[目的]为维护三峡库区大宁河流域生态安全,对该流域景观格局变化和生态安全格局进行研究.[方法]基于大宁河流域2000,2010和2020年共3期的土地覆被数据,综合分析研究区景观格局和土地覆被类型的时空演变;遴选生态阻力评价指标,利用ArcGIS建立综合生态阻力面,基于最小累积阻力(Minimum cumulative resistance,MCR)模型、重力模型构建大宁河流域生态安全格局,并提取生态廊道和生态节点.[结果]1)流域景观格局呈现破碎度、连通度、蔓延度和均匀度均随时间变化不断降低的总趋势;2)流域内覆被类型以林地和耕地为主,耕地、草地的面积随时间变化而减少,林地、湿地、水域和建设用地的面积随时间变化增加;3)流域整体生态安全水平较高,以高、较高生态安全为主,两者所对应区域面积占比为64.3％,低和较低生态安全等级的区域面积占比为19.1％;4)共提取研究区一、二级潜在生态廊道20和23条,得到一、二级生态节点17和49个,结合研究区实际提出研究区"一线两核两区"的生态安全格局优化框架及相应措施.[结论]研究区生态安全总体较好,但存在空间异质性较强特点,今后需要在总体优化框架下协调生态环境保护和社会经济发展,进一步提升整个区域生态环境质量.