基于“源-汇”理论的传统乡村景观安全格局构建

【目的】构建传统乡村景观安全格局以延续传统乡村地区脆弱的人文与生态景观系统。【方法】基于“源-汇”理论与方法,以太湖西山传统村落为例,通过辨识生态与文化景观系统存续“源”的类别、位置、范围和强度,以土地利用类型、坡度、植被覆盖度与到道路的距离4个指标作为“汇”阻力评价要素,借助ArcGIS 9.3平台与最小累计阻力模型(MCR),计算传统生态、文化景观“源-汇”过程,获取生态、文化景观存续安全格局。【结果】太湖西山生态与人文景观布局高安全等级区域面积分别占67.11%和38.29%,中安全等级区域分别占19.88%和49.16%,低安全等级区域分别只占13.01%和12.55%。【结论】“源-汇”理论与方法在太湖西山传统乡村景观安全格局构建过程中具有较强的适用性,在生态、文化景观过程的模拟、生态与文化景观安全等级划分与分级分区保护中能够发挥积极作用。     

苏锡常都市圈蓝绿空间规模与格局演变特征

【目的】苏锡常都市圈是江苏省三大都市圈之一,也是长江三角洲的主要核心区域。20世纪80年代以来,苏锡常都市圈城市化进程加快,区域性生态问题亟须重视。蓝绿空间是构建区域生态系统的基础,定量揭示其演变特征有助于为苏锡常都市圈国土空间规划与生态环境保护提供依据。【方法】选取2003年、2008年、2013年、2018年共4期遥感影像并处理分析,利用动态变化模型与景观格局指数对苏锡常都市圈及各成员城市15年间蓝绿空间规模与景观格局的演变进行分析。【结果】①2003—2018年间,苏锡常都市圈蓝绿空间总体动态变化幅度为-3.52%,绿色空间变化剧烈,蓝色空间相对稳定;蓝色空间与绿色空间动态变化均呈现出由“减少期”转变为“增长期”的阶段性特征。②在斑块类型水平上,苏锡常都市圈蓝色空间破碎度减少,复杂度与连通性增加;绿色空间破碎度及复杂度增加,连通度减少。蓝绿空间在景观水平上多样性程度减少,连通度、聚集度增加。③研究期内常州的蓝绿空间相对动态度最大,无锡最小;常州蓝绿空间破碎度、复杂度较高,景观格局变化较为剧烈;苏州蓝绿空间多样性程度较低,连通度及聚集度较高。【结论】近15年苏锡常都市圈的蓝绿空间规模与景观格局变化显著,城市间差异明显,必须对区域生态环境进行统筹规划和保护。     

基于城市化进程的宜兴市景观演变与预测

【目的】在城市化进程不断加速的背景下进行区域景观变化预测,对宜兴市近年来景观格局分布演变情况进行分析,探索城市化水平与景观格局变化之间的联系,为当地以及周边地区的景观规划研究提供借鉴。【方法】选用1996—2016年宜兴市的遥感影像数据,通过利用景观指数、转移矩阵分析在此期间景观分布的演变过程,并采用灰色预测模型估算其未来主要景观类型的变化趋势。【结果】在景观的演变过程中,建设用地、林草地持续扩张,面积分别增加了168.13、375.76 km²,且分布逐渐复杂,耕地、未利用地不断缩减,耕地与林草地在前期变动较大,动态度分别为-4.72%、10.18%,但耕地在后期面积几乎不再减少,分布也趋于规整;在城市化水平不断提升的过程中,耕地、林草地、建设用地的变化与城市化水平之间的联系十分紧密,相关性均高于0.8;在未来景观的发展过程中,耕地面积将处于动态稳定的状态,随着时间的推移,建设用地与林草地不断扩张,预测2016—2024年的涨幅分别为15.1%、35.4%。【结论】宜兴市1996—2016年景观格局变化明显,且城市化进程对建设用地、林草地、耕地的范围和分布产生了较大影响。     

快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制

【目的】探索快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制新方法和新思路,为实施 “18亿亩耕地红线”保护政策提供科学依据。【方法】以江苏扬州耕地景观为对象,运用Fragstas 4.2软件和ArcGIS 10.2软件模拟计算扬州耕地景观安全格局时空演变特征;基于统计年鉴数据,运用地理探测器筛选出主导影响因素,并结合地理加权回归软件分析出影响因素之间的空间差异。【结果】扬州市耕地景观生态安全以市中心周边地区向西北方向逐年降低;社会经济影响因子解释度明显高于自然影响因子;各个主导社会经济因素对扬州市耕地景观生态安全格局的影响存在显著的空间差异。【结论】通过GIS空间模拟、地理探测器筛选和地理加权回归模型分析相结合的方法,可以科学准确地模拟分析出快速城镇化地区耕地景观生态安全格局时空演变特征及其驱动机制和空间差异。     

哈尔滨段松花江湿地景观格局演变及驱动因素分析

【目的】松花江湿地是哈尔滨最重要的生态系统屏障。定量研究20年来哈尔滨段松花江湿地生态系统景观格局演变规律及其主要影响因素,为哈尔滨松花江湿地规划提供参考。【方法】以松花江哈尔滨段流域及其周边生态区域为研究对象,借助GIS,对2000、2005、2010、2015和2020年5期Landsat遥感影像进行处理;利用Fragstats分析研究区域景观格局指数,探究景观格局时空演变特征;最后对影响景观格局的因素进行主成分分析。【结果】(1)2000—2020年,水域(含湿地)面积不断上升、耕地面积不断下降是研究区景观格局最主要的变化特征。耕地是转入水域、草地、建设用地、林地、其他用地面积的主要贡献者,分别转出343.142 1、2.484 9、94.041 9、35.469 0、1.980 0 km²。其中水域、草地、林地、其他用地面积同比增长率均超过100%,面积扩张呈上升趋势。(2)从斑块类型角度来看,各斑块破碎化程度均不同程度提高,湿地景观类型结构趋于复杂化;从景观水平角度来看,整体上景观丰富度增加,但连通性较差,受外界干扰程度比较明显。(3)城市经济发展、气候...     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】 充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】 以扬州市为例,基于1:5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】 构建了“三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价”三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km²,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】 本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

采矿扰动下芦岭矿土地利用景观格局分析与预测

为了给采矿扰动下的矿区土地复垦、生态修复及水土资源优化配置提供参考依据,以芦岭矿为研究对象,选取2000～2018a五期Landsat卫星影像数据,借助3S技术及景观生态学理论揭示矿区土地利用景观格局的时空演变规律,再利用CA-Markov模型预测采矿扰动情景下矿区2025a的土地利用变化情况.研究结果表明:在2000～2018a耕地和塌陷水域是芦岭矿区主要的土地利用类型,耕地和建筑用地主要以转出为主,分别减少了11.4％和8.9％,塌陷水域主要以转入为主,18年间增加了13.7％;受采矿活动影响,耕地、建筑用地、塌陷水域的景观破碎化程度增加,斑块分布不集中,景观格局朝着多样性、均衡性发展;2025a芦岭矿区土地利用类型主要以塌陷水域为主,大范围塌陷积水造成耕地毁损和部分农村居民点永久消失,严重影响矿区生态平衡及人居生活环境.     

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...     

太平国家湿地公园土地利用景观格局演变分析

为了探讨生态修复景观格局变化及其研究方法,运用GIS与RS技术,在景观生态学理论指导下,采用景观格局指数定量分析2009年、2013年和2016年太平国家湿地公园的景观格局和空间异质变化,其结果表明:耕地在2009年和2013年为景观格局的基质,水域在2016年为景观格局的基质;斑块数量、优势度、破碎度三个指标变化明显。斑块数量逐渐减少,其中荒草地、住宅用地斑块数量下降明显。耕地、园林地、住宅用地和水域的斑块形状趋于复杂,荒草地的斑块形状趋于均匀,其他建设用地的斑块形状没有明显变化。耕地面积虽然逐渐减少但一直处于主导地位,园林地和水域的面积逐渐增加,其他用地优势度均减少。耕地、水域、园林地、荒草地和其他建设用地的景观破碎度均减小,斑块逐渐聚集,而住宅用地破碎度指数略有增加。     

生态绩效增长视角下的林业生产要素优化

【目的】在林业经营中优化利用已有的生产要素(包括林地、技术、劳动力、资金),实现林业生态绩效增长。【方法】将林木“轮伐期”作为生产要素投入与林业生态绩效增长的中间变量,分析生产要素优化对林业生态绩效增长的作用机理,并以福建省沙县林业生产为例进行实证研究。【结果】人工经营林地的生态绩效与生产要素投入关系为:生产要素优化可提高林业生态绩效,如国有林场因林地经营面积大、资金成本较低且营林技术更先进,其生态绩效好于其他经营方式的林地;生态绩效与林地经营规模间存在“门槛”效应,当林地经营面积超过“门槛”规模后,林木轮伐期才可能延长并进一步提高生态绩效。不同林业经营方式其生产要素优化面临不同问题:国有林场需更多林地投入以应对用材林林地减少而年度用材林采伐量却增加的困境;村集体林场面临林地与资本短缺;经营型小农户面临技术、资本与劳动力投入的全面短缺。【结论】生态绩效增长的关键在于林地收益最大化前提下的林木轮伐期延长,而轮伐期延长可通过采用更先进生产技术(按高标准森林经营技术规程进行营造林)、投入更多资本且降低资金成本、投入更多林地等要素优化路径实现,其中林地经营面积大于“门槛”规模是轮伐期延长的必要条件。     

太湖风景区古村古镇景观生态风险分析

【目的】揭示太湖风景区古村古镇景观生态风险的空间分布以及时序变化情况。【方法】基于GIS、RS技术和景观生态学原理,以太湖金庭镇为研究区域,对其2006年、2010年和2014年3期遥感影像解译并进行景观格局变化分析,再以构建的生态风险指数作为评价指标进行景观生态风险综合评价。【结果】太湖金庭镇古村古镇景观生态风险的空间分异显著,低生态风险等级区主要位于西山岛东南部和东北部区域,面积比例由2006年的22.76%上升为2014年的30.48%; 较低生态风险等级区主要分布于低生态风险等级区四周,面积比例由2006年的16.10%下降为2014年的14.13%; 中生态风险等级区主要集中在西山岛中心区域,面积比例由2006年的33.29%上升为2014年的34.71%; 较高生态风险等级区主要分布于南端水产养殖区靠陆域方向,北部横山岛、绍山岛、阴山岛等横山群岛区域和其南侧陆地部分,还包括西山古镇周边及古村落区域,面积比例由2006年的10.72%下降为2014年的8.33%; 高生态风险等级区分布区域分别与3个时期的较高生态风险等级区基本相似,被其环绕,主要为西山古镇和沿岛水域,面积比例由2006年的17.13%下降为2014年的12.35%。【结论】太湖风景区整体生态风险程度变化不大,总体呈下降趋势,但古村古镇的生态风险有所上升。     

基于生态修复视角的上海市黄浦江河岸带景观格局空间特征分析

【目的】通过对上海黄浦江河岸带景观格局空间特征进行分析,找出该河岸带生态修复的重点区域与景观类型,科学规划河岸带的生态恢复重建,为黄浦江周边的土地利用格局优化与景观生态修复建设提供决策支持。【方法】基于地理信息系统(GIS)平台,利用高分辨率航拍图像数据源,构建河岸带土地利用与景观格局数据库,从横向、纵向两个维度,利用景观指数方法,在景观类型和景观格局两个水平,选取不同的景观指数对黄浦江河岸带景观格局空间特征进行定量分析。【结果】①在横向维度上,黄浦江河岸带市区段城市化程度最高,景观多样性最低,绿地和林地所占比例不足且碎片化; 近郊段属于过渡河段,以工业用地为主,景观多样性最高,破碎化程度最严重; 远郊段人为干扰程度最低,土地利用强度最弱,农田生态林网体系建设有待加强。②在纵向维度上,根据距河道边缘的距离(L),0≤L<100 m的河岸带受到重点生态保护,但距河道距离由近至远,人为干扰强度逐渐增强,河岸带景观多样性与破碎化程度呈现先增后减的趋势,在300≤L<400 m的河岸带景观破碎化程度最显著。【结论】城市建设活动的干扰,造成黄浦江河岸带景观格局趋于破碎,存在水陆交错边缘的负效应。在景观类型水平上,工业用地、生产防护林地和旱地是河岸带生态修复应重点关注的景观类型,而在景观格局水平上,近郊段河岸带(横向维度)和300≤L<400 m的河岸带及邻近区域(纵向维度)是生态修复重点区域。     

淮河下游地区景观生态特征研究

本文在对淮河下游地区气候,地貌,土壤,植被等景观生态要素研究的基础上,以地貌和基质为基本线索,以植被为标志建立了淮河下游地区的景观生态分类系统。该系统为二级分类系统,包括１０个景观型,３５个景观亚型,其中,景观根据植被（植被型或革培植被型）划分,景观亚型根据地貌,植被（群系组成载培组合）划分。以景观亚型或景观亚型的组合为基本制图单位,以１：１００万土壤图为基础底图,参考多种比例尺的卫星照片,植被图     

量化社会经济发展对城市景观破碎化的影响

【目的】以扬州市为例,分析城市景观破碎化的空间格局,定量研究社会经济因素对景观破碎化的影响及该影响的相对重要性。【方法】利用空间分辨率30 m的Landsat卫星影像、乡镇层次的扬州统计年鉴等数据,运用景观格局分析法、增强回归树模型(boosted regression trees, BRT)等方法,开展景观破碎化空间格局及社会经济驱动的研究。【结果】①扬州的土地利用类型以耕地为主,占全市总面积的54.9%,其次为水体(22.0%)和建设用地(21.9%),林地和草地很少(1.1%)。距离市中心越远,景观破碎化程度越高,在城区边缘达到峰值,而后随着距离的继续增大,破碎化程度逐渐减小。②随着城市化水平的增加,景观破碎化程度呈先增加后减小的趋势,其在城市化水平35%~45%时达到峰值。③在景观水平上,社会因子(人口数量和人口密度)对景观破碎化的影响以抑制为主,而经济因子(人均GDP、人均财政收入、第一产业产值占比和第三产业产值占比)的影响以促进为主。与景观水平相比,社会经济因子在类型水平上对景观破碎化的影响更大,而且它们与破碎化不同特征(斑块密度、边缘密度、分离度和聚合度)的作用关系也存在明显差异,且主要体现在分离度和聚合度上,例如人均财政收入在景观水平上促进分离度的增加,在类型水平上却表现为抑制作用。【结论】社会经济发展对城市景观破碎化产生较大影响,不仅体现在不同的尺度(景观和类型水平)上,还体现在社会经济因子对破碎化特征不同的驱动作用(抑制或促进)上。因此,需要综合考虑社会经济发展对景观破碎化影响的尺度效应及作用强度与方向,有效缓解城市景观的破碎化,保障城市的生态安全和可持续发展。     

基于经济和政策双重作用的南方集体林区土地利用时空变化

【目的】探究南方集体林区的土地利用类型在经济和政策双重作用下的演变特点,加深了解南方集体林区生态环境的变化路径。【方法】以福建、江西、四川、重庆等为代表的10省1市1980、2000、2015 共3期的集体林区遥感影像为基础数据源,以转移矩阵为基础,结合土地利用动态度、土地转变倾向度等指标对南方集体林区土地利用的动态特征进行分析。【结果】1980—2015年,林地、耕地、草地是南方集体林区最主要的3种土地利用类型,其中耕地和草地占比逐阶段减小,林地占比逐阶段增大,其变化速度都有加快趋势:前20年林地面积占比增加了0.09%,耕地、草地分别减少了0.43%和0.07%; 而后15年林地面积占比增加了0.18%,耕地、草地面积分别减少了0.93%和0.56%; 研究区年变化率最显著的地类是城乡建设用地(3.27%),年变化率最不明显的地类是林地(0.02%); 南方集体林区综合土地利用动态度为0.42%,各土地利用类型的土地利用动态度均呈现出前期慢后期快的变化趋势。【结论】近35年间,耕地和城乡建设用地主导了研究区土地利用的净变化,林地主导了研究区土地利用空间位置的变化。受经济和政策等因素的影响,以2000年为分界点,研究区土地利用类型变化速率明显加快,耕地、草地面积减少,林地面积少量增加。     

基于CA Markov模型的喀斯特地区县域生态系统服务价值动态模拟

【目的】评估贵州喀斯特典型地区土地利用及生态系统服务价值变化趋势,为退耕还林(草)工程的实施提供理论支撑。【方法】在“3S”技术支持下,以贵州省普定县1999年、2003年、2009年和2015年4期Landsat遥感影像为主要数据源,根据CART决策树模型分类结果,提取普定县土地利用/覆被及景观格局信息,对1999—2015年间生态系统服务价值进行动态评估; 在此基础上结合CA-Markov模型,预测普定县2021年土地利用景观格局及生态系统服务价值变化趋势。【结果】1999—2015年间,研究区生态系统服务价值平稳增加,其中林地、农田和水域3类景观的生态系统服务价值占总价值的90%以上,是生态系统服务主体。在土地利用生态系统单项服务价值方面,水源涵养、土壤形成与保护和废物处理这3项生态服务功能合计贡献率在50%左右。【结论】贵州普定县域生态系统服务价值变化的主要驱动因素是退耕还林(草)政策的实施。2021年普定县生态系统服务价值总量为9.58亿元,比2015年减少约0.3亿元,说明现有退耕还林政策下,普定县生态系统服务价值在未来5年呈下降趋势。     

挠力河流域景观生态健康时空演变

【目的】揭示流域景观生态健康时空演变特征并明确其空间分异性与集聚性,为流域景观生态资源管护及可持续发展提供参考。【方法】以景观生态结构、景观生态过程和景观生态功能为基础构建景观生态健康评价指标体系;采用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)集成模型明确指标权重;利用ArcGIS 10.7及GeoDa 1.14平台加权叠加分析、健康等级转移矩阵、探索性空间数据分析(ESDA)等对2010年和2018年挠力河流域景观生态健康时空演变及空间关联性进行深入研究。【结果】相较于2010年,2018年挠力河流域景观生态健康综合指数均值由0.67下降为0.59,由亚健康Ⅳ降低到中等Ⅲ水平;景观生态健康等级转化以相邻等级转化为主,转化类型中稳定型占比最大而改善型占比最小,退化型较改善型在占比和面积方面分别高出9.69%、2 184.67 km²,其中仅在宝清县北部和集贤县大部、友谊县东北部存在较小程度的改善;2010年流域景观生态健康具有较强的空间集聚性,2018年空间集聚性减弱,并通过空间自相关分析明确了2010—2018年流域景观健康空间分异与聚集特征的空间位置和范围。【结论】挠力河流域景观生态健康指数两时期空间分布大致都为东高西低,研究区整体呈现西部改善,东部和西南部退化的演变格局。根据研究区2010—2018年景观生态健康不同空间自相关转移类型,从生态用地保护、水土保持治理、土地开发与建筑用地管制、生态修复工程、绿色空间与景观格局优化建设等方面提出针对性景观生态规划建议。