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.     

四平市城市景观格局演变与情景预测

以四平市为研究区,利用1976-2014年Landsat系列影像,基于GIS技术,运用景观生态学原理,分析四平市景观格局演变特征,并对城市未来发展变化进行情景预测.结果表明,近38年,四平市耕地面积因被建成区占用而减少;而建筑用地呈快速增加趋势,年均增长2.67%.耕地、林地、草地和未利用地的景观分离度呈增加趋势,景观破碎化加剧;而建筑用地分布趋于集中.城市景观多样性指数增加,城市将继续扩展.根据预测,未来6年耕地面积仍呈减少趋势,建筑用地面积快速增长,建成区沿NW-SE轴向扩展.     

东江中下游城市化发展水平的景观格局响应

本文基于梯度分析和景观格局定量分析相结合的方法,以东江中下游的河源、惠州、东莞为例,分别对应穿越珠江三角洲外围区、边缘区、核心区的土地利用景观样带,对东江中下游城市化发展水平的景观格局响应进行了研究。结果表明：景观格局指数能够检测出城市化梯度及城市化程度沿东江主干不断增强的趋势,该景观样带欠发达区（河源）——次发达区（惠州）——经济发达区（东莞）中各市景观要素的斑块密度（PD）、多样性指数（SHDI）等呈现一致性的增加,平均斑块大小、最大斑块指数、斑块分形维数等呈现一致性的减少,表明斑块形状趋向简单,景观整体破碎化程度增加,城市化发展与景观格局的相互作用程度加强。     

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.     

城市化背景下双流县景观格局变化特征及趋势预测

以成都市双流县为研究区,景观生态学为理论支持,在GIS技术支持下,分析了双流县2007~2009年间景观格局变化特征,并利用Markov-CA模型对研究区2015年土地利用空间格局进行预测.结果表明,在研究期间,双流县景观格局变化特征为:整体景观呈现破碎化趋势,斑块密度增加,平均斑块面积减少.其中,城市建设用地面积增加,建设用地斑块呈现聚集现象,绿地面积减少,绿地斑块呈现破碎趋势,绿地斑块数量上升,平均斑块面积下降.利用Markov-CA模型,选用5×5滤波器作为邻域,能够较好的模拟研究区景观格局动态.预计2015年,双流县北部和西南部区域受城市化影响较大,研究区中部和东南部地区在未来保护全县生态平衡中具有重要作用.     

海湾型城市地表温度景观格局时空演变特征

以厦门市为研究区,以1994—2015年间4景Landsat TM/OLI影像为数据源,对厦门市地表温度景观格局时空演变特征及其与不透水面分布的关系进行研究. 结果表明：厦门市城市地表温度空间分异越来越大,次高温和高温区景观类型的面积增大;地表温度景观总体上破碎化程度降低,斑块类型的多样性和均匀分布程度降低,次高温和高温斑块的面积及最大斑块指数增大,斑块数量降低,斑块形状越趋复杂,各类型斑块在空间上趋于聚集成片分布;研究时段内中低等级斑块类型（1、2、3级）向高等级斑块类型（4、5级）转化的面积呈持续增大趋势,等级升高的面积明显大于同期等级降低的面积. 统计分析表明,随着城市化的发展,不透水面的增温效应显著增大.     

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.     

基于遥感的玉林市玉州区景观格局变化研究

运用景观指数分析与"3S"技术结合的方法来进行景观格局分析是当前景观生态学研究的热点。以landsat美国陆地资源卫星遥感影像为基础数据源,选择2000年和2015年2期玉林市玉州区影像资料,经过遥感解译和景观指数计算,定量分析玉州区16年来景观格局的变化特征。结果表明:16年来建成用地和林地面积显著增加,景观类型面积大小顺序改变,各类型景观都发生了相当程度的转移变化;在景观水平上,整个景观的破碎化程度和空间异质性[1]升高,优势度稍有减少,各类型拼块在景观中呈均衡化趋势分布。在类型水平上,建设用地的破碎化程度增加,优势度增强,斑块聚合度呈增长趋势;林地的破碎化程度降低,优势度增强,斑块形状趋于复杂,聚集程度明显;水体的破碎化程度增加,斑块形状趋于复杂,优势度下降,斑块呈分散趋势;耕地的斑块形状较为规则,破碎化程度降低,优势度和聚集度[2]增加;其他用地受到来自建设用地、林地和耕地等的侵占,破碎化程度加强,优势度和聚集度下降。     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化.结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定.2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强.3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强.研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的“多中心、组团式”的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势.因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护.     

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...     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例 (三峡地区资源环境生态研究)

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化。结果表明：1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定。2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强。3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强。研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的“多中心、组团式”的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势。因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护。
     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化。结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定。2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强。3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强。研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的"多中心、组团式"的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势。因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护。     

三峡库区城市热力景观格局动态变化分析——以重庆市万州区为例

以三峡库区城市——重庆市万州区为研究对象,对不同时相的遥感影像进行地表温度反演,选取景观格局指数分析热力景观格局动态变化,并进行驱动力分析．结果表明：2003--2009年,万州区热岛、强热岛区面积逐年增长,热岛区为景观基质;强绿岛区面积逐年增长．景观最大斑块指数、连通性指数、聚集度指数均逐年降低,景观破碎化程度增大;景观丰富度保持不变趋势,Shannon指数及景观均匀度指数逐年增加,景观多样性、异质性增加．     

基于TM影像的大沽夹河湿地景观空间格局变化分析

湿地景观格局及其动态变化研究是景观生态学和湿地生态学研究的热点.基于TM影像,在RS和GIS的技术支持下,应用景观生态学的理论和方法,通过采用景观空间格局指标(多样性指数、破碎化指数、优势度指数和斑块面积、斑块数量等),定量分析并研究了1997～2004年大沽夹河湿地景观空间格局的动态变化.研究结果表明:在1997年至2004年期间,大沽夹河湿地面积呈减小趋势,斑块数量增加,并且随着人类干扰强度的增加,景观优势度指数降低.多样性指数上升,破碎化程度进一步加强.因此,加强对大沽夹河湿地的保护刻不容缓.     

杭嘉湖平原景观格局演变及驱动力分析研究

景观格局动态变化反映不同景观类型在不同时期的变化规律,对其驱动力分析有助于揭示景观变化的内在机制,为城市建设和环境保护提供科学依据.本文以2000、2005、2010、2015和2020年杭嘉湖平原Landsat遥感影像为数据源,利用景观指数和主成分分析法,对该地区景观格局动态演变特点及其驱动力进行分析.结果表明：杭嘉湖平原主要景观类型为耕地和建设用地,2000—2020年耕地面积减少了2 539.91 km²,主要转换为建设用地、水体和林地,且减少量逐渐递减.建设用地面积增加了2 262.01 km²,主要由耕地转化而来.景观指数分析结果显示,斑块数量增加,杭嘉湖平原景观破碎化程度增加,景观形状指数增大,研究区域趋于复杂化.多样性指数呈现缓慢增长趋势,景观分布趋于均匀.社会经济发展和产业结构调整是杭嘉湖平原景观格局变化的驱动因素.     

吉林省西部草地景观空间格局动态变化研究

利用1980,1995,2000年3期遥感影像,在RS与GIS技术支持下,解译提取吉林省西部20年草地景观类型空间信息,选取景观优势度、破碎度、分维数、分离度和平均斑块伸长指数,对吉林省景观空间格局的时空动态演变进行分析．结果表明：研究区草地景观面积、斑块数减少,草地退化严重;草地景观分布动态变化趋于均匀,优势景观类型优势度降低,斑块空间形状简单,高、中覆盖度草地斑块形状多狭长,呈带状;1980～1995年各种类型草地景观破碎化程度降低,1995～2000年破碎化程度加强,总体动态变化呈现出增强趋势;20年来各种类型草地的质心整体向东北方向偏移,不同阶段各种草地景观质心偏移表现出无规律性、多向性,1980～1995年高、中、低覆盖度草地质心分别向东北、西南、西北方向偏移,而1995～2000年高、中、低覆盖度草地质心则分别向西北、东北、东南方向偏移．自然因素对研究区草地景观动态变化起到一定的驱动作用,人类活动干扰则是主要驱动力。     

桂西南喀斯特—北部湾地区国土空间景观格局变化与人为干扰度分析

为了解山江海过渡性国土空间景观格局指数和人为干扰度的变化特征,以具有山江海过渡性特征的桂西南喀斯特-北部湾地区为研究对象,利用2000年、2010年和2020年GlobeLand30数据,基于移动窗口法分析研究区景观格局指数和人为干扰度的时空差异。结果表明：（1）景观格局随时间发生明显变化,景观指数呈现不同变化规律;（2） 2000-2020年研究区景观自西北向东南破碎化程度逐渐减弱,西北部的斑块形状最复杂且不规则,景观连通性变化最明显的是西北部,景观类型呈均衡化趋势分布,景观异质性增强;（3）研究区人为干扰度逐年增强,呈中部高、四周低,由中部向四周蔓延减弱的空间格局,各景观指数与人为干扰度有不同的相关性。本研究结果可为研究区景观格局的优化和可持续发展提供参考依据。     

1990—2010年贵州喀斯特区石漠化景观格局变化分析———以贵州省六枝特区为例

从石漠化演化趋势、石漠化类型空间组合特征及景观格局方面分析了1990--2010年贵州六枝喀斯特区石漠化景观格局的变化。研究结果表明：六枝特区近20年石漠化景观类型面积变化较大,其中无石漠化景观类型面积增加了73．16km2,石漠化强度有所减弱;无石漠化和轻度石漠化景观比例增加,无石漠化、潜在石漠化及轻度石漠化景观类型的斑块密度增高,同时轻度石漠化景观形状指数上升了4．57,斑块形状进一步复杂和不规则;研究区石漠化景观多样化指数（GMk）较高,1990、2000及2010年平均值都在0．66以上,石漠化景观类型丰富,但景观破碎化度较大并有增加趋势。通过景观分析可以看出,近20年来研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块增多,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。但是新恢复的低等级石漠化斑块没有连片形成优势,所以在今后的治理过程中应该人为加以引导,促使生态修复的斑块间打通廊道形成优势,形成稳定的生态系统。     

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.     

黔西北高原湿地景观生态格局演化特征分析

以位于典型喀斯特地区的黔西北高原区域为研究对象,选取1995、2005、2015年3期遥感影像,基于景观生态学理论,应用景观格局指数对研究区近20年来的高原湿地景观格局动态变化特征进行定量分析.结果表明:(1)黔西北高原地区湿地景观类型发生了较大变化,湿地景观类型总面积呈下降趋势;(2)研究区湿地景观类型中河流、水库坑塘和滩地等湿地景观类型面积减少较为严重,而水田、湖泊等湿地景观类型在受到人类活动及政策等因素的影响,面积有所增加;(3)除滩地景观类型外,其他湿地景观类型的NP和PD均呈现出不同程度的增加,水田景观类型的LPI基本保持不变,其他湿地景观类型的LPI则是不同程度的增加,从平均斑块面积(AREA_MN)来看,河流景观类型变化最为严重.(4)研究区在近20年内湿地景观异质性有所增加,不同景观斑块在空间上趋于离散,1995-2015年间研究区内景观蔓延度指数(CONTAG)总体呈下降趋势,SHDI和SHEI均呈现出持续增加趋势.