太平洋西北部地区天然林景观动态及破碎化驱动力分析

【目的】准确量化森林破碎化程度以及破碎化过程,对于理解森林的生境变化导致的生态服务功能变化具有重要作用。本研究旨在量化美国西北部天然林破碎化空间过程,探究其社会经济驱动因素,为构建合理的森林经营方案提供参考,并为提高中国东北地区天然林的管理水平提供借鉴。【方法】利用美国国家土地覆盖3期数据(NLCD2008、2013及2016),先对太平洋西北部地区天然林进行景观格局分析,然后采用森林破碎化过程模型描述和量化了4种破碎化过程,据此刻画了研究区内天然林景观动态变化及破碎化的时空模式。结合社会经济统计资料,分析导致这些变化的社会经济驱动因素及其管理含义。【结果】①2008—2016年,天然林面积总体呈现出缓慢的上升趋势,森林损失面积持续低于森林恢复面积,森林斑块面积逐渐增大,而斑块数量逐渐减少,森林连接性逐渐提高。②森林破碎化现象广泛存在,且随着时间推移逐步得到改善,收缩和破碎化过程在森林破碎化成分中占主导地位,4种破碎化过程呈现出“破碎化—收缩—穿孔—消失”的前后关联。③社会经济因素是森林破碎化的重要预测因子, 表现形式为:人口增加、居民点建设、农业开垦种植和区域经济发展对森林资源的依赖等。【结论】近10年内太平洋西北部森林破碎化程度逐渐降低,受人为干扰影响较大,森林景观在研究阶段内未发生明显变化,既满足了木材工业发展的需要,又符合生态保护的要求。     

中国三大林区森林破碎化及干扰模式变动分析

为了评价现存的森林经营方法及国家执行的多个林业生态工程的有效性,利用两期直接可比的全球土地覆盖数据(Globcover 2005和2009),采用破碎化分析模型与景观指数相结合的方法,分析了中国三大林区的森林破碎化、干扰模式及森林与其他土地利用类型空间交互特征的变化.结果表明:东北林区破碎化程度明显降低,而南方和西南林区森林破碎化加剧.三大林区的人为干扰程度下降,南方和西南林区的自然干扰明显增强.南方和西南林区森林与农业土地利用具备较高的空间关联度,但与城市类型关联不大.这些可观察到的森林破碎化及干扰模式变化紧密依赖于我国的林地所有权、地形差异、经济发展水平及人口转移方向.     

广西北部湾经济区1990-2009年景观格局变化

该文利用1990、2001和2009年三期TM影像数据解译的土地利用与覆盖数据,运用fragstats3.3软件选取多样性指数、优势度指数、均匀度指数等景观指数结合斑块密度、动态度等的统计与计算。结果表明:(1)耕地和林地占总面积的近95%以上,是该地区占据绝对优势的两种斑块类型,其它斑块类型面积比重很小,各类型的面积差异较大;(2)1990—2009年间,斑块面积减少数量最大的两类是耕地和草地,分别减少了737.27km2和678.09km2,斑块面积减少幅度最大的两类是未利用地和草地,分别减少了62.32%和59.73%,两者合计降低到了总面积的0.78%,建设用地面积大幅度增加1 793.85km2,增加了5.65倍,林地面积前期增加,2001年后快速下降,水体面积变化幅度较小;(3)1990—2009年景观斑块总数增加了83 226个,其中2001年后增加的占70.01%,耕地、建设用地和林地斑块数量均大幅度增加,斑块密度也快速增加;草地和未利用地斑块数量、平均斑块面积均呈减小趋势,景观破碎化程度不断加大,景观多样性也相应提高。     

基于时间序列MODIS-VCF数据的云南省森林覆盖变化及破碎化分析

【目的】分析云南省2000—2016年森林分布及森林破碎化模式,评估现行森林经营政策的有效性,总结有关森林经营政策执行的经验和教训。【方法】以250 m分辨率MODIS-VCF(vegetation continuous fields, 植被连续场)产品及其衍生数据为基础数据源,利用单一像元位置上森林覆盖随时间的变化而拟合趋势线,通过对斜率、截距及该像元位置上森林覆盖率的方差进行阈值化操作,判定该像元上森林变化类型。在此基础上,利用3×3移动窗口分析技术提取窗口内森林面密度及森林连接度指数,并借助渗透理论将窗口中心森林像元归并为内部、孔洞、边缘、斑块、过渡或未确定等破碎化类型之一。最后,将典型区域的生物多样性动态与森林破碎化成分进行了关联性分析。【结果】2000—2016年,云南省森林面积呈波动增加态势,其中森林持续覆盖增加的区域占云南省总面积的比例约为30.57%。高覆盖变化主要分布在云南省西部和南部,低覆盖变化分布在北部、东部和中部。分析研究期内森林破碎化成分的占比发现:内部森林所占面积比例由2000年的50.03%增长到2006年的57.32%, 再略降到2011年的56.33%,最后升到2016年的63.32%; 孔洞森林面积占比则由29.41%下降到2006年的27.81%,2011年小幅升至28.36%, 再降到2016年的24.54%。边缘森林、斑块森林、过渡森林也与孔洞森林的变化趋势一致,基本上呈现逐渐下降的态势。【结论】在退耕还林、集体林权制度改革等政策推动下,云南省森林面积整体增加,森林破碎化程度降低。2006—2011年森林覆盖略微减少,热点地区森林破碎化程度增加,这同时影响到区域野生动物的数量下降和分布趋于紧缩。     

保护区缓解耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响研究

为揭示自然保护区对改善土地利用景观格局的价值，并为土地使用决策和监管措施提供准确信息，本文基于GLC＿FCS30-2020土地利用数据，借助广西大新县恩城国家级自然保护区“保护区—区外县域”的梯度分层，运用移动窗口法分析耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响。结果表明：保护区内森林景观破碎化程度较低，而耕地景观破碎化程度较高，整体植被覆盖度高，斑块连通性较强；区外森林景观的覆盖程度适中，但破碎化程度较高。质心处、南部及东南部的耕地斑块集聚性较强，并向东部、东北部、西部和西南部扩张，导致土地利用景观格局变化剧烈。研究结果表明自然保护区可缓解喀斯特县域耕地扩张对森林景观的威胁。     

西双版纳地区道路发展对景观格局的影响

近年来西双版纳地区的道路建设和发展加速了生物栖息地破碎和生态系统的退化.为了探明该区道路网络与景观格局的内在联系,定量判断道路对景观格局的影响范围,根据该区1976、1988、1999和2010年4期Landsat MSS/TM/ETM影像解译的土地利用数据,利用ArcGIS软件的缓冲区分析方法与移动窗口法分析了近34 a来该区内道路发展对景观格局的影响.结果表明:①随着道路密度的增加,西双版纳景观破碎化程度增加;②距道路越近,自然景观面积百分比越小,人工景观面积百分比越大;③道路的影响距离是第2等级道路>第1等级道路>第3等级道路;④道路对景观的影响面积随道路密度的增加而增加,第2等级道路的影响面积最大,第1等级道路对景观的影响距离和影响面积增加幅度均最大.     

城市近郊林的减少率预测及保护对策

利用日本神奈川县1960-1995年的林业统计资料、农林业普查数据和森林面积与人口数量关系的数学模型,对该区域森林面积的减少趋势进行了分析.结果表明:随着人口的增加,居民人均森林面积在逐渐减少.在人口增加10%的情况下,该区36个市、镇、村的人均森林面积减少率分布为1%～92%.大部分市、镇、村的可决系数(r2)都在0.9以上.根据森林面积减少率的不同和政府财力的差异,笔者提出了通过政府购买,实现国有化、公有化,以及对土地开发行为进行长期监控,降低成本等对城市近郊林的保护对策.     

福州市土地利用景观格局变化及驱动力研究

以1995年、2005年和2015年福州市遥感影像解译数据以及自然和社会经济统计数据为基础,运用景观指数、 Shannon多样性t检验和土地利用信息熵等方法,结合Logistic回归模型分析福州市20年间土地利用景观格局动态变化规律及驱动机制.结果表明:①20年间福州市林地、农地和未利用土地面积呈减少趋势,而建设用地和水体面积持续上升;建设用地大量蚕食林地和农地,自然景观聚集度下降,破碎化程度日益严重.②区域整体景观格局空间结构分布更加平均,景观多样性逐渐增加,在3个时期内福州市景观格局多样性均呈现极显著变化.③通过Logistic回归模型分析可知,林地转变机率主要受地形因素影响,农地、水体和未利用土地转变机率主要受可达性因素影响,建设用地的转变机率主要受人口因素影响.     

南昌市土地利用景观格局动态演变与模拟研究

为了区域土地利用的合理规划,进而推动土地利用和生态环境的协调。对南昌市2000年、2010年、2020年3期Landsat遥感影像进行目视解译,采用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析土地利用与景观格局的动态变化特征,构建MCE-CA-Markov模型模拟2030年土地利用景观格局情景。结果表明:1) 2000—2020年,耕地面积大幅度减少,主要转出为建设用地,建设用地面积大幅度增加,林地和其他地类面积呈下降趋势,而水域面积缓慢增加;景观破碎化程度增强,景观异质性增多,连通性变弱; 2) 2020年模拟所得土地利用数据与实际解译的土地利用数据基本一致,Kappa系数为0.874 5,模拟精度较高; 3)模拟数据显示,2030年耕地和林地面积持续减少,水域和建设用地面积将继续增加;景观破碎化程度进一步加重,斑块形状趋向规则化,景观类型更加多样。因此,通过MCE-CA-Markov模型模拟研究区未来土地利用景观格局,有助于协调土地利用结构,使研究区在发展经济的同时,注重对生态环境的保护。     

人类干扰对若尔盖高原景观格局变化影响的遥感分析

利用1965年至2010年间7期遥感影像数据为信息源,通过目视解译提取若尔盖高原土地覆盖,在GIS空间分析功能支持下,依据景观生态学理论对景观时空格局变化进行分析。研究结果表明:1965～2010年间,研究区人类活动干扰程度呈持续增加的趋势,且对环境变化产生双面效应,即以2000年为时间节点,区域生态环境呈现先恶化后恢复的发展趋势;其中,2010年相对于1965年农田、草地、城镇和荒漠的面积呈增加的趋势,而森林和湿地的面积呈减少的趋势;2000年后湿地面积萎缩速度明显减缓,且荒漠面积也呈减少的趋势。     

饶河边疆区土地利用及生态服务价值研究

以饶河边疆区土地利用类型分类、剖面地质结构分区数据为基础,定量分析了2000—2011年间各土地利用类型的面积变化及土地综合利用程度,同时开展基于不同剖面地质结构分区类型的生态系统服务价值分析。结果显示:自2000年以来,区域内耕地、城乡用地等类型面积却在缓慢增加,林地面积缓慢减少,土地综合利用程度变化量分别为1.07(2000—2005年)降到0.42(2005—2011年),土地综合利用状态处于缓慢发展期;残积层-基岩二元结构分区和砂类-淤泥质-圆砾土三元分区内土地利用程度较为有序且结构性较强,土地生态系统的健康程度较高。粉质粘土-砂砾类土二元分区内土地利用程度有序性相对较差,结构稳定性较弱。区域整体上土地利用结构处于较为合理的状态。     

汾河上游近期土地利用变化特征研究

根据汾河上游五县（市）1998-2005年土地利用数据资料,分析了该区域土地利用变化特征.研究表明：1）在7年尺度上,林地、城镇村及工矿用地、交通运输用地面积增加,其余五类用地面积减少.林地面积变化最大、增加最快,园地数量变化最小,水域变化速度最慢.2）7年间,全区土地利用程度综合指数略有上升,但土地利用程度较低,土地利用程度变化存在区域差异.3）同类用地相比,牧草地、交通用地变化的区域差异在前4年间较明显,其余六类用地变化的区域差异则是在后3年间较明显.4）不同类用地相比较,前4年间城镇村及工矿用地变化的区域差异性最大,未利用土地变化的区域差异性最小,后3年间区域差异最大的是水域,最小的是交通用地.     

饶河边疆区土地利用及生态服务价值研究

以饶河边疆区土地利用类型分类、剖面地质结构分区数据为基础,定量分析了2000—2011年间各土地利用类型的面积变化及土地综合利用程度,同时开展基于不同剖面地质结构分区类型的生态系统服务价值分析。结果显示:自2000年以来,区域内耕地、城乡用地等类型面积却在缓慢增加,林地面积缓慢减少,土地综合利用程度变化量分别为1.07(2000—2005年)降到0.42(2005—2011年),土地综合利用状态处于缓慢发展期;残积层-基岩二元结构分区和砂类-淤泥质-圆砾土三元分区内土地利用程度较为有序且结构性较强,土地生态系统的健康程度较高。粉质粘土-砂砾类土二元分区内土地利用程度有序性相对较差,结构稳定性较弱。区域整体上土地利用结构处于较为合理的状态。
     

辽宁省凌河口湿地景观破碎化分析

凌河口湿地是省级保护区,作为辽河三角洲湿地的重要组成部分,它不仅是我国河口湿地的典型区域,也是国际上重要的滨海湿地之一。利用凌河口湿地2000年、2005年和2009年的卫星遥感图作为基本信息源,在GIS支持下对卫片进行了解译,并在此基础上选取多样性指数、优势度指数、景观斑块密度、景观香农多样性指数等主要景观破碎化指数,定量的分析了凌河口湿地的景观破碎化特征。研究结果表明,从2000年到2009年,多样性指数、景观斑块密度、景观香农多样性指数均呈下降趋势,但2005年出现高峰,湿地的景观多样性急剧增加,各类型所占的比例差异减小,造成湿地景观的急剧变化。但到了2009年,各个指数开始回落,由此分析得出,这个时期的景观多样性在减少,景观破碎化程度趋于缓和,景观的连续性和整体性好于2005年。     

兰州市土地利用与景观格局时空演变动态分析

选取了甘肃省兰州市2000和2015年2个时期的TM数据,利用非监督分类的方法将研究区域分为耕地、林地、草地等6类。运用景观生态学原理对6类景观格局的时空演变进行分析研究。结果表明,2000-2015年15年间,研究区域内景观破碎化程度路有增加。耕地、林地、居民地及工矿用地面积有所增加,其他类型均有减少。土地利用中存在矛盾,其中耕地与居民地及工矿用地间的矛盾较为明显。     

基于CA-Markov模型的吉林省西部土地利用/覆被变化研究及预测

为探明吉林省西部土地资源利用的状况与问题,基于Globalland30数据集,运用GIS(geographic information system)分析2000年、2010年与2020年各地类的分布与变化,并运用CA-Markov模型,预测2030年土地格局的变化趋势,结果表明:近20年内,耕地是主要地类,面积占比最大并持续增加;草地面积占比第二;其他地类面积较小,分布相对集中.在2000—2010年间,研究区土地利用/覆被变化(land use/cover change,LUCC)总体比较稳定,裸地增加和草地减少是该时段LUCC的显著特征,其他地类面积变化不明显.在2010—2020年间,LUCC变得活跃,耕地增加与草地进一步减少是该时段LUCC的显著特征,人造地表面积继续保持增长,林地、草地与湿地面积进一步减少.根据预测,在2020—2030年间,吉林省西部生态状况改善,城镇将进一步扩张,耕地数量变化趋于稳定,空间变化依旧活跃.     

南宁市城市土地扩张与驱动力分析

利用空间重心转移计算和单一土地利用类型动态度计算方法分析计算南宁市城市用地扩张趋势与速率,结果为:1994-2005年间南宁市主要向东、南、西三龇向扩展,其中向东扩张最为明显.城市建成区面积不断扩张,2005年城市土地面积是1994年的2.25倍.1994-2001年城市扩张速率仅为7.71%,城市空间重心逐渐向东移动.而2001-2005年,城市扩张速率达到11.57%,城市空间重心转向东南方向.影响南宁市城市用地扩张的因素有经济增长、人口增加、政策推动以及交通发展的牵引.     

水土流失重点治理区土地利用变化对人类活动程度的响应——以长汀县为例

该文利用2000年、2005年和2011年遥感影像数据提取土地利用数据,分别从土地利用速度、土地利用转移方向和土地利用程度三个方面,全面分析2000年以来长汀县人类活动干扰下的土地利用时空变化规律。结果表明:(1)2000年~2005年和2005年~2010年,长汀县水土流失重点治理区土地利用变化速度从0.32减小到0.14,土地利用变化速度下降快;(2)两个时段土地利用类型转移方向都具有从农田和裸地转化为城镇用地,从草地和灌丛转化为森林的特点;(3)研究区土地利用程度综合指数在2000年、2005年和2010年分别为2.0324、2.0590和2.0706,表明人类活动对土地开发利用程度逐年加大,城镇、农田面积逐步增加。     

乡村旅游区的景观格局空间演变分析——以成都市三圣乡为例

以成都市三圣乡2003年和2015年土地利用数据为研究对象,采用GIS技术,并选取12个景观格局指数,对比研究了三圣乡不同时间尺度的景观格局变化.研究结果表明:近12年间,耕地面积迅速减少,建设用地和水体面积均呈增长趋势,到2015年建设用地已成为最主要的土地利用类型;整个乡村旅游区景观蔓延度指数降低,香农多样性指数和均匀度指数均略有增加,破碎化程度增加显著,表明人类开发活动与景观破碎化呈正相关.景观格局指数的变化反映了乡村旅游的发展已经成为三圣乡景观格局变化的主要驱动因子.     

小尺度空间土地急剧转换过程及驱动力分析——以咸宁市咸安区为例

根据1999～2005年咸宁市咸安区土地资源调查数据,运用数理统计与定性描述相结合的方法,对该区近六年来土地转换的过程进行全面的分析,揭示小尺度空间土地急剧转换的特征及其主要驱动力.研究结果表明:(1)咸安区1999～2005年耕地、园地、未利用地面积总体减少,其中耕地急剧减少3 844.18公顷.除牧草地外其他用地有不同程度的增加,尤其是林地面积急剧增加3 855.06公顷.(2)土地转换类型多样化,耕地-林地-园地之间的转换最为密切,而且幅度最大.(3)复杂的自然生态环境是咸安区土地转换多样性的客观物质基础,基于生态建设的国家政策的实施是其土地急剧转换最主要的动力,而社会经济因素的驱动力相对显得较弱.