典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区，基于1985和2002年土地利用空间数据，结合土地利用变化的驱动因子，运用马尔科夫模型和CLUE S模型，模拟了研究区2020年土地利用的空间格局；在此基础上，通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析， 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势，未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加，耕地、林地面积减小，研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上，斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势，而斑块平均面积减小，表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点；而从斑块类型水平上看，各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大，反映了生态系统的复杂性.     

环鄱阳湖区分区土地利用景观格局变化模拟研究

依据水环境约束力的大小,将环鄱阳湖区划分为核心、边缘和外围3个影响区。以该地区2005~2010年间土地利用情况为基准,通过构建CA-Markov-Logistic模型模拟2015年该地区土地利用格局情景,并采用景观格局指数进一步分析3个影响区土地利用景观格局变化趋势。研究表明:(1)从土地利用类型变化来看,覆盖环鄱阳湖区约82%土地面积的耕地和林地将有较大幅度的减少,而城建用地所占比重将大幅上升,对环鄱阳湖区的开发在逐渐加快;(2)从土地利用影响力来看,地类分布概率与人口城市化率、生活城市化率以及经济城市化率的空间分布有着一定的相关关系;(3)从模拟结果来看,环鄱阳湖区核心区耕地范围将缩小而水体范围将扩大,边缘区其他建设用地和农村居民点面积增加,外围区水体范围将大幅缩减,土地景观破碎化程度依次从边缘区-外围区-核心区的顺序下降,表明对鄱阳湖保护的作用正在显现,整个土地利用景观格局取向更为合理。     

生态系统服务功能视角下建设用地扩张对生境网络的影响#br# ——以苏锡常地区白鹭栖息地为例

从生态系统服务功能视角分析建设用地扩张对生境网络的影响，对目标物种及生物多样性保护具有重要现实意义。以快速城市化苏锡常地区为研究区域，对建设用地扩张变化采用地类分析和生态系统服务功能货币化的方法，探讨了建设用地扩张、生境网络及生态系统服务功能三者之间的关系。结果表明：(1）建设用地扩张对生境网络用地总生态系统服务功能价值的影响高于建设用地扩张直接导致的地类变化对区域总生态系统服务功能价值的影响；(2）就生境网络用地而言，建设用地扩张会导致迁移廊道和生境斑块总生态系统服务功能价值降低，建设用地扩张对迁移廊道生态系统服务功能价值的影响高于对生境斑块的影响,且迁移廊道的生态系统服务功能更具多元化；(3）建设用地扩张直接导致基于白鹭生存需求的生境用地生态系统服务价值的减小，且减小幅度大于研究区总生态系统服务价值变化情况；建设用地扩张导致生境用地某些生态过程缺失,间接影响了物种迁移、基因交流，进而影响到网络功能。该研究为建设用地扩张方向及利用强度，区域生物多样性保护及维护生态系统健康提供了依据。 关键词： 建设用地扩张；生态系统服务功能；生境网络；快速城市化地区     

基于InVEST模型的鄱阳湖区生境质量时空演化及其变迁特征分析

鄱阳湖是国际重要湿地、全球重要的生态区,鄱阳湖区生态环境质量对于鄱阳湖生态功能、生物多样性保护具有极其重要的意义.基于鄱阳湖区1995、2005、2015年遥感影像数据,采用InVEST模型,分析了湖区生境质量时空演变情况;利用像元二分法,对生境退化度的概率密度函数与累积分布函数计算分析,明确了湖区生境退化的阈值;结合标准差椭圆分析法,探讨了不同生态类型生境质量优势变迁情况.结果 表明:(1)鄱阳湖区1995～2015年建设用地大幅增长,耕地、林地面积小幅下降,草地面积严重减少,水域、其他用地面积小幅增加.(2)鄱阳湖区耕地、林地、草地、水域生境的强干扰阈值,分别为各自生境适宜度的70％、85％、81％、78％.水域、林地、草地受到的干扰逐渐增强,耕地受到的干扰逐渐减弱.(3)鄱阳湖区1995～2015年生境质量略微下降,中心地带的水域以及北部地区的林地干扰较弱,区域生境质量较高;中心地带外沿环层生境质量一般;西南部耕地干扰较强,区域生境质量较低.高质量生境向低质量生境演化现象严峻.(4)耕地变迁态势反映出耕地保护政策的严格化;林草地变迁态势受到地形梯度因素的影响;水域变迁态势受围湖造田和城镇扩张共同影响,单一从土地利用层面解释湿地水域生境质量演变存在局限性.研究结果对于鄱阳湖区生态环境保护及生态系统调控具有一定的理论意义与实践价值.     

FAST电磁波宁静区植被覆盖度及景观格局时空变化

植被覆盖度是描述区域内植被修复和生长的重要因子,定量研究了FAST项目实施前后植被覆盖度变化时空特征,并利用景观格局对该区的植被覆盖度进行分析.基于Landsat TM/OLI影像反演FAST电磁波宁静区2008～2018年5期植被覆盖度数据,利用Fragstats 4.2进行景观格局分析.结果 表明:(1)2008～2018年,林地的增长趋势明显,该区域的植被覆盖度呈现明显的时空差异特征,植被覆盖类型上,2008年集中在中、低植被覆盖度,2018年多为中高、高植被覆盖度.(2)从植被覆盖度的转移情况可以看出,植被覆盖度增加的面积远大于退化的面积,增长趋势显著.核心区2010～2016年的植被覆盖度增长面积为48.01 km2,退化面积仅为16.19 km2,实际表现为该地区的生态环境质量明显改善,森林面积增加.(3)FAST电磁波宁静区林地面积的增加对植被覆盖度具有正向影响,同时在景观格局上表现为植被覆盖度的斑块密度和斑块数量呈下降趋势,景观破碎化程度降低,连通性增强,景观格局趋于稳定,聚集度上升,说明有效的林地保护措施对该地区的景观格局影响很大,稳定的景观格局对台址的保护起到重要作用,同时为该地区不同范围的植被保护力度提供遥感监测支撑.     

向家坝工程扰动区的景观变化及其生态恢复

大型水利水电工程扰动常造成土地利用的显著变化。为研究工程扰动对景观的影响以及采取修复措施后的景观生态效果，以向家坝水利水电工程建设为例，以工程扰动区的航空摄影图像分析和野外样地调查为手段，分别针对工程区域在被扰动前（2004年）、扰动后（2006~2007年）和进行恢复重建之后（2008年）的3个代表年份展开了区域景观变化及现有生态恢复工程对生态景观恢复效应的研究。选取景观破碎化指数、多样性、优势度和景观形状指数4个参数，量化分析了向家坝工程建设区整体景观结构特征，包括不同阶段景观格局变化、景观斑块类型面积与斑块数量变化、斑块破碎化和斑块形状变化，以及各年份景观指数和各景观类型破碎化指数变化等。此外，从景观生态学原理的角度，提出了向家坝工程扰动区将来实施生态恢复重建的对策措施。其中特别强调扰动区今后的生态恢复工作应在科学规划扰动区景观格局和功能的基础上，注重景观连接性的建设，同时不断改善群落结构和丰富物种多样性     

河流廊道的城市景观生态意义分析——以四川省邛崃市为例

为更好地理解河流廊道对城市景观生态的意义，研究计算了四川省邛崃市景观类型多样性空间聚类特征和河流廊道景观格局特征。结果表明：（1）局部空间自相关指数Getis Ord Gi*显示研究区土地利用景观类型多样性存在高值聚类区，其形状与研究区河流廊道分布格局近似。（2）河流廊道主要与农田和林地景观毗邻，其两侧300 m缓冲区内主要景观类型为农田和林地，且林地破碎度小；而道路廊道主要与农田和建设用地毗邻，其两侧缓冲区内主要景观类型为农田和建设用地，其景观更为破碎化。（3）地形因素对研究区西部山区土地利用景观格局影响较大，景观类型多样性统计热点区域分布于西部河流台地。邛崃市河流廊道在提高该地区土地利用景观类型多样性中起到积极作用，需要保护邛崃市河流廊道景观多样性，加强河流与自然景观的连通性     

城市生态用地时空动态及其相关驱动力——以武汉市为例

城市生态用地是维持城市生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及相关驱动力,将为城市规划和生态环境保护决策提供依据。该文以武汉城区为实证区,采用1990、2002、2014年等3期Landsat遥感影像为数据源,采用土地利用变化矩阵量化数量变化,景观格局指数量化空间格局变化,生态服务价值系数和InVEST模型量化质量变化,利用二元逻辑回归模型和梯度分析法量化相关驱动力。研究结果表明:武汉市生态用地总面积持续下降,累计减少239.55 km~2,其中水域为主要转出地类;生境质量下降24%;生态用地斑块破碎度提高,"孤岛化"现象逐渐显现;坡度、建设用地的最小距离、建设用地增长、GDP增长和道路密度是驱动生态用地变化的主要因素,随着城市向三环线外扩张,三环线以外的生态用地面临较高的生态转化风险。     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响——以四川名山县为例

基于RS和GIS的支持,以名山县为研究案例,分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局,以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示:1975～1999年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少,分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快,城镇用地大幅增加,成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展,中丘区成为农业生产的主要场所,水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位;园地在低山区分布面积有所增加。1999～2005年基本维持1999年景观格局,居民及建设用地继续增长,尤其在低丘区表现明显;低丘和中丘区斑块总数减少,各景观要素平均斑块面积增加,形状指数和分维数降低;高丘、低山区水田、旱地减少,园地面积增加。     

城市边缘区土地利用景观格局变化分析

以北京市大兴区为例,以1993、20012、007年3期土地利用图为基础,对城市边缘区的土地利用景观格局变化情况进行了分析。首先对3期土地利用图进行统计分析,得到了各类土地利用类型的面积变化情况,在此基础上,利用景观格局分析软件FRAGSTAS分别计算三个时期土地利用图的景观指数。结果表明:①大兴区的景观类型主体是耕地和建设用地。从1993-2007年,大兴区的土地利用类型面积发生了很大的变化,其中,耕地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,园地、草地、水域、荒土地面积先增加后减少;②大兴区景观格局的总体破碎化程度逐年增加,斑块形状相似性变小,形状越来越不规则,景观分离度持续增加,各类景观组分面积比例差别在逐渐缩小,景观中各组分分配越来越均匀,某一种或几种景观组分占优势的情况越来越小;③耕地、园地、林地、草地、水域及荒土地呈现出较为一致的变化规律,即景观的破碎程度加大,分离度增大,形状变得越来越不规则,并且分布越来越分散。建设用地的变化规律略有不同,建设用地的景观破碎度增加,但是形状变得规则,并且分布变得相对聚集。     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响

基于RS和GIS的支持，以名山县为研究案例，分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局，以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示：1975 ~ 1999 年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少，分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快，城镇用地大幅增加，成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展，中丘区成为农业生产的主要场所，水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位；园地在低山区分布面积有所增加。1999~2005 年基本维持1999年景观格局，居民及建设用地继续增长，尤其在低丘区表现明显；低丘和中丘区斑块总数减少，各景观要素平均斑块面积增加，形状指数和分维数降低；高丘、低山区水田、旱地减少，园地面积增加.     

洪泽湖地区土地利用与景观格局演变

基于多时点 TM/ETM影像解译数据，运用遥感、GIS和景观生态学方法，分析洪泽湖地区近 18 a的土地利用变化和景观格局演变过程，揭示该地区内各种土地利用时空变化特征，并得出3个时期景观类型分布特征、景观格局变化的趋势及特征。结果表明：（1）区域内土地利用变化显著，整体处于不平衡的状态，主要表现为耕地持续减少、建设用地迅速增加、林地先增后减及草地和水域略有增加；（2）研究区景观结构和景观异质性发生了较大变化，斑块数目增加、平均斑块面积减少，景观多样性指数、景观均匀度指数总体上升，在区域景观破碎化程度加剧的同时，各景观类型间差异缩小，景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后，指出人类活动，尤其是经济建设是土地利用景观格局变化的主要因素，并对地区的生态可持续发展提出了相应建议     

基于LUR模型探究城市景观格局对PM2.5浓度的影响——以长株潭城市群为例

随着城市化进程的加快，空气污染问题已成为中国最主要城市问题之一，严重影响公众健康。当前微观尺度下空气监测点周围景观格局对PM25浓度影响的研究较少，以长株潭城市群为例，选取地形、污染源、人口、道路交通、土地利用与城市景观格局6大类预测变量，其中城市景观格局选取边缘密度、连续度、形状指数、斑块平均面积、蔓延度、均匀度指数7个景观指数，运用逐步线性回归模型，探究城市景观格局对PM25浓度的影响。研究结果显示：（1）所选取的土地景观格局指数可以解释研究区PM25浓度的732%的变异，模型拟合较好；（2）影响PM25浓度的土地利用类型包括建设用地、林地、草地与水体。微观尺度下城市各类型景观格局中连续度和形状指数对PM25影响显著，建设用地连续度越高，分布越集聚，PM25浓度越高；水体形状指数越小，形状越简单规则，越易降低PM25浓度；（3）城市整体景观格局中，景观聚集程度与景观多样性等因素对PM25浓度产生重要影响。减少景观内各类型斑块的离散分布，使各景观类型均匀分布于整体景观内，有助于降低PM25浓度。研究结果可为未来大气防治与城市规划提供参考依据。〖HJ1〗〖HJ〗〖JP+1〗     

升金湖自然湿地越冬鹤类生境适宜性变化研究

升金湖湿地位于安徽省长江中下游区域，是鹤类重要的越冬地之一，湿地景观的变化影响越冬鹤类的生境质量。研究湿地内越冬鹤类生境变化地对湿地生态恢复有着重要的研究意义。以升金湖国家级自然保护区为研究对象，利用ERDAS软件将1986年到2015年间8个年份冬季的TM影像数据将景观类型分为8种类型，用FRAGSTATS软件计算出各个年份的景观指标。选取干扰程度、食物丰富度、植被覆盖和水文条件4种因子作为影响越冬鹤类生境的主要因子。建立越冬鹤类生境适宜性评价模型，用ArcGIS生成鹤类生境适宜性评价图。用皮尔逊相关分析研究鹤类数量与生境适宜性的相关性。结果表明：升金湖保护区的景观格局变化明显，湿地斑块数量增加，景观的破碎度程度增加，景观斑块差异在逐渐变小，多样性指数和均匀度指数逐渐变大。越冬鹤类生境适宜性综合指数从0.845下降到0.465，总体的生境明显恶化。越冬鹤类的生境适宜性面积从1986年的 13 577.11 hm2 下降到2015年的 7 424.42 hm2,进而导致越冬鹤类数量在1986年到2015年总体呈下降趋势。鹤类数量与生境适宜性呈正相关。 关键词： 生境影响因子；生境适宜性评价模；越冬鹤类；景观格局     

GIS支持下的岷江上游流域景观格局分析

在GIS技术支持下,利用2000年遥感资料,在土地利用分类基础上编制景观类型图;运用生态学与景观生态学的基本原理,选取景观斑块数、变异系数、分维数、分离度、破碎度等反映景观空间格局的指数,从景观斑块特征、景观形状、景观异质性以及景观的空间分布等方面对岷江上游流域的景观格局进行了分析。结果表明：①草地与林地构成了研究区景观的主体,二者面积占研究区总面积的95.12%,草地因其面积最大而成为整个景观的基质;②研究区幅员辽阔,以藏、羌族为主的少数民族居民喜好聚居等特点,使得耕地、城乡居住建设用地出现小聚居、大散居格局,其分离度与破碎度均较大;③因研究区海拔高差大,整个景观格局呈现出明显的垂直分布特征,从山谷到山顶依次按照城乡居住建设用地—耕地—林地—草地—水域—未利用地的顺序分布。     

三峡库区重庆段人类活动强度的景观格局梯度响应

基于三峡库区重庆段1995、2005、2015年土地利用图像，利用ArcGIS和FRAGSTATS软件，并结合夜间灯光数据构建人类活动强度带，分析了三峡库区重庆段在不同人类活动强度带3个时期的景观格局变化特征，并进一步研究了2015年研究区4种面积变化较大的景观类型格局特征随人类活动强度的梯度变化规律。研究结果表明：（1）人类活动的空间分布差异显著，强度由西向东逐渐递减，长江干线流域的人类活动强度相对周边区域更强;（2）在景观水平上，随着人类活动强度的增加，研究区景观斑块数大幅减少，多样性和均匀度指数先增加后减少，连通性有所下降；景观聚集度先减后增，破碎化程度有所增加，但在2015年得到一定改善;（3）在类型水平上，建设用地、水域、草地、低密度植被覆盖林地这4种景观类型能较好地反映景观格局变化特征，其中各景观类型的斑块密度、形状指数和分维数随人类活动强度的变化表现出较为明显的波动；除建设用地外其余景观类型的最大斑块指数和面积变化幅度较小，在人类活动强度最大时的建设用地面积占比和斑块指数分别达到71.2%、35.72%;（4）三峡工程、移民工程、城市化推进以及“退耕还林”等政策实施是三峡库区景观格局演变的重要驱动力。揭示了20a来三峡库区重庆段景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律，可为研究区自然资源的合理开发及区域可持续发展提供参考。     

人类活动影响下喀斯特区域景观格局梯度分析

在ARCGIS和景观结构分析软件FRAGSTATS 3.3的支持下，分析了喀斯特区域广西环江县不同人类活动强度样带1988年和2005年2个时期的景观格局变化特征，以及2005年研究区4种主要景观类型的格局特征随人类活动强度的梯度变化规律。研究结果表明，环江县景观分布不均匀，林地是研究区的基质景观类型；在景观水平上，随着人类活动强度的降低，样带景观的破碎化程度降低，形状复杂程度升高，景观斑块的分布趋于集中；在景观类型水平上，研究区4种主要的景观类型在梯度带中能够很好的反映出格局的变化特征，其中，各景观类型的面积比重、破碎度和分维数随人类活动强度的梯度变化趋势较为明显，聚集度和连通性的梯度变化幅度相对较小。研究揭示了景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律，可为研究区自然资源的合理开发及可持续发展提供参考。     

长江上游典型山区土地利用/覆盖和景观格局变化分析

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)相结合的技术方法,以长江上游典型山区巴州区为例,分析了1991-2004年间土地利用/覆盖变化(LUCC)在数量、结构、类型和空间分布上的特点。通过ArcView软件,选取最大斑块指数、面积加权平均形状指数、散布与并列指数、景观多样性、均匀度等指数,计算出土地覆盖变化值和景观格局分析指标,并对该区域土地利用变化和空间景观结构变化进行研究。研究结果表明:①13年间,耕地和水域面积分别减少59.47 km2和9.77 km2,建设用地和林地分别增加58.08km2和7.51km2;②在结构变化上,耕地主要向林地转变,建设用地的增加主要源于旱地、水田和林地的转变,林地的变化主要是林地内部自身的结构调整;③耕地和林地是该区域的主导景观类型,景观格局正朝着多样性、均匀化方向发展,并针对这种状况,提出了土地可持续利用建议。     

基于生态网络格局的城市生态保护红线优化研究——以青岛市为例

生态保护红线是对维护生态安全、保障生态系统服务具有重要战略意义的空间区域。现有生态保护红线划定技术方法未考虑空间连通性,划定结果存在斑块破碎、空间连通性差的问题,降低了生态保护红线的生态功能。本文以青岛市为例,将形态学空间格局分析方法(MSPA)和最小路径法等生态网络构建方法引入到生态保护红线优化中,通过构建生态廊道和踏脚石连接破碎生境,使之形成完整的景观和生物栖息地网络,优化生态保护红线格局。研究结果表明:基于MSPA方法和最小路径法构建并优化的生态网络可作为生态保护红线的组成部分,提高生态保护红线区的连通性和生态系统服务功能。研究结果可为生态保护红线的优化提供重要的参考和依据,对环境保护和管理具有一定借鉴意义。     

基于景观指数和马尔科夫模型的铜梁县土地利用分析

以重庆市铜梁县为研究区域，以三期TM/ETM+遥感影像为主要数据来源，在获取大量数据的基础上，结合景观生态学理论研究了1993~2007年铜梁县土地利用的景观格局，运用马尔科夫模型对土地利用/覆被变化过程及数量转化情况进行分析并对其未来变化趋势进行预测。结果表明：1993~2007年铜梁县景观形状趋于复杂，斑块破碎度降低，景观异质程度下降，景观类型有向单一化或非均衡化发展的趋势；林地减少较快而建设用地增加较快，减少的林地主要转化为园地和耕地，增加的建设用地主要来自于园地和耕地。研究表明，将景观指数、马尔科夫模型结合进行土地利用/覆被变化的研究，能更有效地分析土地利用的格局和过程，取得较好的效果.