2000～2010年柴达木盆地土地利用变化与景观格局分析

本文以柴达木盆地为研究区,对2000年、2005年TM影像和2010年CCD数据三个时相的遥感影像进行人机交互式的解译,分别计算了2000~2010年森林、草地、水域、农田、城镇用地和未利用地的土地利用类型转移矩阵,并对各类型景观格局指数进行了提取,在此基础上分析了土地利用变化与景观格局的演变特征.结果表明,在土地利用变化中,首先是未利用地,面积减少最大,其次是水域,面积增加最大;再次是城市和森林,面积均呈增加趋势;最后是草地和农田,草地的面积先增后减,总体上呈减少趋势,农田的面积未发生较大的变化.从景观斑块类型来看,城镇用地各指数变化最大,城镇用地的斑块所占景观类型百分比、聚集度和斑块个数均呈增加态势,面积加权平均斑块分形指数则呈减小态势,说明盆地受人类活动影响加剧;城镇用地在由中心向外扩张的过程中,空间分布较紧凑且连接性较好;与此同时城镇用地分割了其他类型的景观,导致盆地的景观空间异质性增大.从景观整体水平来看,斑块个数、斑块密度、边缘密度、散布与并列指数、香农多样性指数和香农平均度指数均呈增加趋势,周长面积分维指数、斑块凝聚度、相似邻接百分比、聚集度则呈减小趋势,这说明十年间柴达木盆地景观格局总体呈现空间异质性和破碎化程度增加的趋势.     

南京市绿地结构变化的遥感监测及驱动力分析

城市绿地景观是城市自然生态系统的主要组成部分.其数量、结构与城市发展和生态环境质量有着极其重要的关系.通过对南京市1988年、2000年和2002年3个时段的Landsat/TM遥感影像加工处理,将绿地景观分为生态绿化用地和农业用地,并通过景观指数的方法对其在15年间的景观格局和动态进行分析.结果表明:1988-2000年,南京市绿地景观总面积增加9.60%,斑块数减少,平均斑块面积增加,斑块形状趋向简单.聚集程度增加,总体破碎程度下降.而不同绿地景观类型变化不同:农业用地面积增加12.80%,在城区外围大规模聚集分布,破碎程度较低;生态绿化用地面积减少3.60%,小面积斑块数量大幅减少,景观形状变得更加规则,主要生态绿化用地斑块形成"孤岛"分布,破碎度呈下降趋势,景观异质性和多样性下降,绿地生态质量下降.与2000年比较,2002年城市生态绿地面积减少0.63%,农业用地减少14.60%,生态绿地景观趋向于面积较大的斑块数量减少和景观破碎化程度增加.城市绿地景观格局变化的主要原因是南京市城市化进程的加快以及城市所处自然环境变化的影响.     

广州市森林景观格局时空变化的研究

以TM影像和野外调查为数据源，3S为技术手段，对1985年以来广州市森林空间格局进行动态分析和综合研究。结果表明：在1985—2004年间，森林景观斑块数量增加，平均斑块面积减小，景观结构破碎化整体上有增加的趋势，主要表现为多样性指数、分维数增大，聚集度、均匀度减小，在空间和类型上局部变化不同于整体的表现；自然地理条件、人口增长、政府政策是导致景观格局变化及其区域差异的主要驱动力；随着城市扩展、农田开发等人类干扰的不断增加，森林景观生态环境保护与经济开发之间的矛盾将愈发突出。     

基于遥感的珠海市景观变化梯度分异研究

  以珠海市为研究对象,以遥感影像、野外调查和统计资料为数据源,在ArcGIS支持下,建立以城市中心区为起点的17个辐射状环带,并在主城区设置不同方向的两个空间样带,结合景观格局指数和空间梯度分析方法,分析了珠海市全区与主城区空间格局总体特征、景观空间梯度变化规律,分析城市化效应。结果表明,近15年来城乡建设用地、道路和林地的面积均呈增加趋势,农田、裸地,水体、灌丛和滩涂等类型面积减小,证明了城市化效应的扩大;随着空间样带由中心城区向外围移动,各景观类型随梯度带的变化较为复杂,特别是城区的两个样带上建设用地面积均逐渐下降,农田面积上升,表明了城市化的梯度性和方向性;受自然和人为因素影响,样带的时空梯度差异较大。15年来珠海城市主城区扩展至中心城区向西北方向10 km和向西南方向12 km的范围内。通过研究区景观时空梯度分异特征的分析,能够定量化研究城市化梯度的扩展及城市结构的变化,对于城市的管理、资源的恢复与保护工作具重要意义。     

膏桐能源林营建对云南省双江县景观格局影响分析

以云南膏桐主要种植区临沧市双江县为例,分析膏桐能源林营建对县域及不同海拔段景观格局的影响。结果表明:(1)研究区以农地、暖温性针叶林和半湿润常绿阔叶林景观为优势景观类型,包括15类植被景观和3类非植被景观。(2)各海拔段优势景观有所不同,其中2 500 m以上段优势景观类型为中山湿性常绿阔叶林景观;余下段农田景观均为优势景观之一,其他优势景观类型随海拔呈规律性变化。(3)不同海拔景观水平上的景观格局呈规律性变化,随海拔升高斑块面积、斑块数、景观形状指数、面积加权平均形状指数、面积加权平均分维数、景观多度等呈"∩"形变化;景观多度密度指数呈"∪"形变化;而斑块密度指数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数则随海拔升高呈逐渐降低的趋势;蔓延度和聚合度指数则呈逐渐升高的趋势。(4)受膏桐林营建影响,热性灌丛景观优势度增大,分布更加集中连片,形状更加规则;较高海拔地段的景观类型和3类非植被景观不受膏桐林营建的影响,其他景观类型则是优势度降低,斑块更为破碎。(5)膏桐能源林营建仅影响海拔1 000 m以下、1 000～1 500 m和1 500～2 000 m段,不会造成景观要素类型的增加或减少,但使得景观变得更加破碎,斑块形状更加规则;其中1 000 m以下段受到的影响强度最大,营建膏桐林使得热性灌丛景观成为该段优势景观。     

快速城市化过程中石家庄市景观格局变化研究

城市化过程通过改变地表景观结构而改变城市环境质量,因此研究城市景观格局及其变化具有重要意义.以石家庄市为例,基于遥感、GIS和Fragstats软件分析景观类型特征及变化.结果表明,研究时段内除农田植被和低密度不透水面面积及比例减少外,其余景观类型呈扩张趋势,高密度不透水面扩展最快.低、中密度不透水面景观边界复杂化,内部复杂斑块比例减小;高密度不透水面边界简单、内部斑块复杂、连通性增强;未利用地边界复杂,斑块团聚;城市植被和水体形状变化不显著,聚集程度上升,但连通性变化相反.扩张景观类型的扩张指数大小顺序为:高密度不透水面,未利用地,城市植被,水体和中密度不透水面.     

基于RS、GIS的伏牛山自然保护区景观格局变化研究

以1979、1991和2000年陆地卫星多波段遥感影像为主要研究资料,结合伏牛山自然保护区的区域特点,在地理信息系统技术的支持下,建立景观分类系统和解译标志,对伏牛山自然保护区进行类型划分和面积调查。通过采用景观多样性指数、优势度指数、景观破碎化指数、分布质心和扩展度指数等景观的空间格局指数,借用空间格局变化表征模型,对伏牛山自然保护区1979、1991和2000年景观格局特征进行分析,得出了3个时期的景观格局的特征及各类型分布特征、景观格局变化的趋势及特征。结果表明:在1979~2000年间,研究区域各景观类型的面积发生了相应的变化,景观格局发生了波动变化,特别是在1991~2000年间,有林地景观斑块数增加了110%,景观破碎度增大,但总体景观及景观要素均趋于稳定。对影响景观格局变化中的驱动力分析得出:景观变化与地形因子中的坡度因子和坡向因子相关性较大,与海拔因子相关关系不大。自然保护区对保护生物多样性、植被有积极的意义。     

黄河流域中心城市空间扩张对景观格局的影响——以西安市为例

黄河流域生态环境脆弱,中心城市空间扩张及其景观格局变化是黄河流域高质量发展的重要研究内容。以黄河流域中心城市西安为研究对象,基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5个时期的西安市建设用地数据,运用ArcGIS空间分析和景观生态学方法,分析城市建设用地变化的景观生态效应。结果表明：(1)西安市2000年至2020年以来建设用地总面积不断增长,呈现“先快后慢”的扩张规律。城市扩张在结构上呈现以中心城区为核心的圈层式扩张模式,建设用地扩张所占主要地类为耕地。(2)西安市建设用地扩张对景观格局变化存在显著的影响：随着建设用地扩张,景观破碎度上升,景观多样性逐步增强,景观斑块的破碎化加剧,斑块边缘长度增大逐渐呈长条状,斑块形状更加复杂。     

青海省祁连山三河源地区景观空间格局定量分析

通过对青海省祁连山三河源区1999年和2006年两期的Land-sat TM遥感影像进行人机交互式解译,获取了研究区景观类型数据,在GIS支持下编制了研究区景观类型图.在此基础上选取斑块大小、斑块数、景观分离度指数、香农多样性指数等主要景观格局指数定量分析了研究区景观格局特征,通过分析各景观指数变化反映研究区1999年至2006年间景观格局的变化规律.结果显示1999年至2006年研究区景观格局向多样化,破碎化趋势演进,景观空间格局受人类活动的干扰在增强.     

秦皇岛景观格局演化信息图谱分析

基于RS和GIS技术,分析了20世纪90年代至今的秦皇岛市景观格局图谱的时空变化规律.利用1993,2000和2008年的TM影像时间系列的遥感数据,解译出三个时期的土地利用信息,选取了斑块数量比、平均斑块面积、平均斑块周长、周长面积比、分维数和聚集度指数来分析三个时期秦皇岛市景观空间格局.利用转移矩阵分析近15年来秦皇岛市的景观类型转化规律.结果表明,自然半自然景观类型,如林地、草地和水域的面积一直在减少;农田的总面积虽然减少,但旱地的面积在增加,主要是水田转化为旱地造成的;建设用地增幅较大,说明人类活动中的城市扩张和道路建设是景观格局变化的主要驱动因子.     

基于可解释机器学习的粮食主产区农村居民点演化特征及其影响因素分析——以华中地区为例

分析粮食主产区的农村居民点演化特征及影响因素,对粮食主产区农村居民点布局优化和国家粮食安全具有参考价值。综合运用景观格局指数、空间关联指数等方法,分析了1980—2015年华中粮食主产区农村居民点用地时空变化特征,并采用极限梯度提升决策树(XGBoost),结合SHAP模型解析其主导影响因素及影响机制。结果表明：华中地区农村居民点用地整体呈扩张趋势,新增居民点用地主要表现为对耕地的占用,农村居民点聚集分布态势明显,主要以局部集聚的形式分布,整体分布密度相对较低;斑块扩张态势明显,破碎程度增加,且存在显著的高值聚集现象;整体分布呈现随距离道路、水系距离的增加而明显衰减的状态;XGBoost结果显示较传统线性回归模型有更好的拟合性,社会经济因素中人口因素的影响是农村居民点用地规模扩张的主要影响因素。     

辽宁蒲石河抽水蓄能电站对景观格局影响的生态风险评价

以辽宁蒲石河流域新建成的蒲石河抽水蓄能电站及其下游区域为研究地点,基于2003年和2013年两期ETM遥感数据,采用RS和GIS技术分析了10年间本区域土地的利用变化,并结合景观生态研究方法,计算了斑块数、斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、多样性指数、均匀度指数、优势度指数等景观指数,对该区域景观格局状态进行了评价,旨在明确抽水蓄能电站工程建设对区域生态环境的影响程度.结果表明:森林景观在工程建设前后均为整个区域的主体景观,面积所占比例分别达到84.80%和80.65%;水域景观和农田建设景观均有所增加,尤其是水域景观,增加幅度为5.89%,而且多以不规则斑块的形式增加;整个研究区域景观多样性和均匀度增大.抽水蓄能电站建成后,该区域主体仍然是自然林,工程建设对区域土地利用格局的影响较小,而且建设用地呈现上升趋势.在未来的管理中要协调各种景观间的关系,并继续推进天然林保护、封山育林等工程,保证区域生态功能的有效发挥.     

基于Markov模型的城市土地利用景观格局分析及预测——以六盘水市为例

通过景观结构及景观格局指数分析贵州省六盘水市中心城区1990年～2010年生态环境变化的趋势及原因,并通过Markov模型预测了2020年～2050年研究区景观格局演变趋势,结果表明:①研究区20a间灌木林地显著增加、耕地尤其是水田大量减少.②20a间研究区建设用地大量增加,斑块由零散分布逐渐连成片;耕地斑块的破碎化程度提高,且形状越趋复杂.③1990年～2010年间研究区内景观结构发生了较大变化,景观空间连接性下降,多样性增加,破碎化程度提高,斑块的空间镶嵌趋向复杂,景观组分趋向均匀分布.④通过预测可知,随着城市化进程的加快研究区景观破碎化程度将进一步增大,斑块的空间镶嵌更加趋向复杂,景观组分进一步呈均匀化分布.     

三岔河上游景观格局变化对径流量的影响

基于地理信息系统空间分析方法、Mann-Kendall秩次相关法和景观格局指数分析法,探究2000—2015年景观格局变化对三岔河上游径流量的影响.结果表明:在变化趋势上,1990—2015年间的年降水量与年径流量变化趋势存在一致性,但是年径流量的变化幅度大于年降水量的;在景观水平上,径流量变化与最大斑块面积指数、景观...     

基于景观指数和生态足迹的平潭岛生态承载力研究

基于平潭岛2005-2013年土地利用数据,运用生态足迹模型,对平潭岛生态承载力进行分析,并选取不同尺度的6个景观指数对平潭岛景观格局变化特征进行研究,计算生态承载力与景观格局指数的相关系数,研究结果表明:2005-2013年间平潭岛生态足迹呈上升趋势,生态承载力呈小幅下降趋势,生态赤字总体上呈先缓后快的上升状态;研究期间平潭岛土地利用总体景观优势度下降,破碎化程度不断上升,其变化反映了城市化进程对平潭景观格局变化产生了深刻影响;生态承载力与景观多样性指数呈显著负相关,但与蔓延度、最大斑块指数呈显著正相关,说明景观的破碎化与生态承载力之间存在一定的关联.     

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.     

不同地理环境下山地森林景观空间格局演化分析

介绍了研究区域2014年秋季平均最高温度、平均最低温度、平均降水量图、地势等一般情况,通过景观格局指数进行山地森林景观空间格局演化分析。随着年平均温度的逐渐增加,山地森林景观空间格局破碎度FN也逐渐增加,而SHEI逐渐降低,优势度指数DO、Shannon多样性指数SHDI无规律性变化。随着研究区域降水量的逐渐降低,景观优势度指数DO也逐渐降低,景观均匀度指数SHDI逐渐升高,其他两种景观空间格局指数无规律性变化。研究区域景观均匀度SHEI和景观多样性SHDI随日照时长的增加而增加,在一定程度上和日照时长呈正相关,景观优势度DO随日照时长的增加而降低,在一定程度上和日照时长呈负相关,景观破碎度和日照时长无明显的相关关系。气温升高能够导致山地森林被分离程度越来越大,使得山地森林景观整体破碎化程度增加。当气温升高时,斑块分布均匀性降低,多样性减少。随着降水量的逐渐降低,降水量对研究区域山地森林景观的控制力逐渐降低,但斑块类型逐渐增加,不同类型斑块在景观中的分布更加均匀。随着日照时长的逐渐减少,斑块分布均匀性降低、多样性减少,日照时长对研究区域山地森林景观的控制力逐渐降低,斑块类型逐渐减少,不同类型斑块在景观中的分布均匀性降低。     

近十五年来东北地区沼泽湿地变化研究

以RS和GIS为技术平台,以LCS为指导理念,应用景观生态学的理论和方法,定量分析和研究1986-2000年东北地区沼泽湿地动态变化及其时空分布特征.对东北地区沼泽湿地的时空动态变化程度、变化方向、变化形式以及景观格局变化和景观转化特征进行分析,结果表明:1986-2000年以来,东北地区沼泽湿地总面积呈下降趋势,后5年年均缩减速率是前10年的28倍; 景观动态变化方面,前10年沼泽湿地景观斑块变化剧烈,后5年变化相对平缓; 15年间沼泽斑块数总体呈减少趋势,但沼泽景观破碎度不断上升,斑块的形状变得越来越不规则,边界扩散程度加强,斑块越来越复杂.沼泽景观转化特征分析表明,沼泽湿地土地利用方式不当和研究区气候变干旱,是沼泽面积减少的主要原因.而沼泽景观扩张的主要因素也是气候变干,使部分湖泊退化为沼泽; 洪水淹没了部分草地并使部分河水漫过河道,是导致沼泽景观扩张的另一原因.沼泽景观在收缩与扩张双驱力的影响下,形成独特的景观空间格局.     

生态模式尺度下的农田景观格局变化研究——以镇江扬中为例

在遥感和GIS技术的支持下,结合研究区8种农田生态模式和实地调查数据,通过对不同农区5年间景观格局特征（多样性指数、匀度指数、优势度指数和破碎度指数）分析的基础上,找出了以生态模式为尺度的主要影响因子与景观格局变化之间的对应关系。揭示了生态模式尺度下景观格局变化的生态学意义。研究认为：（1）生态模式作为农田景观破碎度的限制性因子影响明显。（2）城郊农区及环岛农区比规模生产农区生态模式对农田景观格局的影响较显著。（3）稻田中的生态模式对景观格局影响不显著。     

渝西农业区土地利用动态与景观格局分析——以铜梁区张家沟小流域为例

以铜梁区张家沟小流域为例,基于1957—2014年5期矢量数据,分别运用景观格局指数、景观扩张指数以及土地利用动态度等方法,研究渝西农业区土地利用及景观格局时空变化规律。结果表明,张家沟小流域土地利用综合动态度在1998—2014年间最高(9.25%),1983—1998年间最低(7.74%),且年变化速率较高,发展较快;研究时段内张家沟小流域斑块数目不断增加,旱地面积大幅下降,林地覆被面积先减少而后逐步恢复,居民点斑块规模小、数目多、形状复杂、分布零散破碎;小流域总体以水田为优势景观,且水田面积不断扩大,至2014年水田面积已达7.28km2,占小流域总面积的49%,扩张模式多为邻接式小规模扩张。研究认为,作为渝西较典型的农业片区,1957—2014年间张家沟小流域土地利用及景观格局变化逐渐趋于稳定,景观斑块数目未来依然有不断增加的趋势,随着重庆市经济的不断发展以及相关政策规划的实施,未来该农业片区土地利用年变化速率依然可能偏高。