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.     

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。     

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     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例，借助地理信息系统和遥感手段，利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据，采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法，对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析，着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况，以及它们之间的相互关系，以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主，海拔 200 m 以下，坡度6°以下的土地资源比较匮乏；（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地，但耕地景观总的趋势是不断减少，林地不断增加，建设用地增长较快，总体上景观破碎化程度在增加，景观多样性呈上升趋势；（3）研究期内，中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地，林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系，其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。     

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     

湖南永吉高速公路建设的景观格局影响评价

利用遥感（RS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统技术（GIS），对湖南省永吉高速公路沿线建设前后的景观进行分类和制图，结合景观结构分析软件Fragstats33和景观生态学方法，从斑块和景观两个层次上研究高速公路建设前后景观格局的变化。结果表明：（1）斑块层次指数中，沿线除公路用地外各景观类型的面积均有所减少，257%的土地转换为公路用地，其中旱地面积减少最多，但是公路建设前后没有改变该区域的优势斑块类型；（2）景观层次指数中，斑块数目和斑块密度的增加与最大斑块指数的减少，都表明景观异质性增加；（3）不同缓冲区分析结果表明：高速公路建设对景观格局的干扰突出表现在距公路较近的500 m缓冲区内。本研究方法在未来路网规划与环境影响评价中具有一定应用前景     

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.     

人类活动影响下的四湖地区湿地景观格局分析

湿地景观空间结构研究是湿地生态研究的核心之一，景观功能性的性质和发挥，影响着湿地的物质流、信息流和能量流的特征，进而影响湿地区域的资源开发利用与保护。运用景观的空间格局指数，在遥感和GIS技术的支持下，结合江汉平原四湖地区的湿地农业的区域特点，确定了 四湖地区湿地景观分类系统，为了更好地定量分析四湖地区湿地景观格局的特点，我们选取了三类景观格局指数来定量描述于景观空间格局，即基本空间格局指标（多样性、均匀度及优势度）、景观空间构型指标（聚集工、破碎化）及斑块特征指标（斑块分维数），比较系统地分析四湖地区湿地景观空间格局。在此基础上探讨了人类干扰对四湖地区湿地同的结构和空间演替的影响。     

杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被空间格局变化分析

杭州湾南岸滨海平原位于沪、杭、甬经济金三角的中心地带,是我国沿海经济最发达的地区之一。研究其土地利用/覆被空间格局变化对合理利用土地资源,促进沿海地区的可持续发展具有重要意义。利用1987年和2000年2个时期的TM影像,分析了杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被数量及空间格局变化特征。结果表明,杭州湾南岸滨海平原建设用地、水体和养殖用地呈现明显的增长趋势,水田、旱地、滩地、林地和盐田呈减少趋势。受自然和人类活动的共同影响,土地利用/覆被类型斑块平均面积由0.245 km2降至0.173 km2,斑块密度则由4.081个/km2提高到5.781个/km2,斑块数量增加了42%。由于斑块的破碎化,大部分土地利用/覆被类型的边界密度、形态指数、分维数和斑块密度都有不同程度的增加。城市化和非农化的发展使得建设用地格局指数变化表现出一定的特殊性。     

聚落景观格局的空间粒度转换响应及其机理分析——以江苏省镇江地区为例

以镇江地区第二次土地调查（2009年）1〖DK〗∶10 000土地利用现状数据为主要数据源,运用GIS和景观格局分析方法,研究了按照中心属性值法和面积最大法从现状数据粗化为30 m、100 m、500 m和1 000 m栅格和矢量数据的聚落景观格局变化特征及机理。结果显示：最大面积值法生成数据各景观类型的面积相对误差较大,特别是其它土地,在空间粒度为1 000 m时消失,中心属性值法在空间粒度转换中的面积相对误差较小,并且是随机的;在聚落景观变化方面,研究区斑块密度、聚集度指数和斑块结合度指数降低,分维数、最大斑块指数和平均邻近距离升高,说明聚落景观斑块破碎化降低、斑块面积扩大并趋于成片成团、空间分布更为离散等特征;聚落景观格局变化表明最大面积值法突出整体分布规律,中心属性值法突出聚落景观的空间分布特性;基于最大面积值法的聚落景观格局的空间粒度转换响应与其斑块面积结构和空间邻接有所关联     

近15年来长江源区土地利用变化及其生态环境效应

长江源区是我国重要的水源涵养区,也是高海拔地区生物多样性最集中的地区和生态变化最为敏感的地区。基于1986年TM和2000年ETM+卫星遥感数据和野外实地调查,采用GIS软件和景观生态空间分布格局分析方法,对长江源区近15年来土地利用类型的时空变化进行了研究。结果表明：1986～2000年,源区林地和湿地面积减少54.2 %和42.69 %,建设用地、耕地和未利用土地面积分别增加120 %、43.83 %和21.1 %。全区土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化,土地利用类型总变化的面积大小依次是草地＞未利用土地＞湿地＞水域＞林地＞耕地＞建设用地。土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、湿地转化为草地和未利用地逆转为草地为主要特征。15年里景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度降低,景观异质性增强。长江源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。气候变化和人类经济活动是导致研究区土地利用变化的主要因素。     

基于ANN-CA模型的港口城市景观格局变化与预测研究——以胶州湾西岸区为例

研究港口城市景观格局变化规律对港口城市土地利用规划和产业布局具有借鉴和指导意义。以胶州湾西岸所在区域为例,基于ANN-CA模型和景观生态学理论,对2025年土地利用情况进行仿真预测,利用景观格局指数深入分析1995～2025年胶州湾西岸景观格局变化规律及其驱动因素。结果表明:胶州湾西岸耕地、草地和水域面积趋于减少,城镇、港区和临港用地面积所占比例大幅度增加至16.19%、7.72%和22.20%,非建设用地逐渐向港口和城市建设用地转化;景观结构总体趋于复杂化,前期景观的优势度下降,分离破碎化程度上升,景观丰富度和异质性增强,斑块分布更加均匀,后期景观优势度转而上升,分离破碎程度逐渐减小,景观多样性和均匀度趋于降低;社会经济和港口产业的迅猛发展是推动胶州湾西岸土地利用和景观格局变化的主要因素,随着港城矛盾逐渐凸显,港口和临港用地扩张趋于饱和。故提出加快区域内港口及其临港产业向外转移和提高土地利用集约程度的建议。     

基于景观格局的盐城海岸带土地利用时空变化分析

在GIS和RS技术支持下,以行政区划为评价单元,通过土地利用转移矩阵、景观格局指数对盐城海岸带土地利用变化的主要方式、景观格局特征及时空分异规律进行定量分析。结果表明:2000~2010年,盐城海岸带土地利用类型以耕地、建设用地和水域为主,其中耕地是盐城海岸带的优势类型,虽然近年来呈逐渐下降的趋势,但仍是区域景观基质类型,均占总面积的78%以上;海岸带景观水平趋于破碎化,区域景观格局更加复杂化、分散化和多样化;研究区北部景观水平特征指数较中部、南部为高。自然地理条件、经济发展水平及不同土地利用方式所带来的利益差异是导致盐城海岸带景观格局变化的关键驱动因素。     

高潜水位煤矿区土地利用景观格局分析与模拟预测研究——以沛北煤矿区为例

我国东部高潜水位煤矿区因煤粮复合、煤水复合、煤村复合成为我国土地复垦难度最大的典型地区之一；研究高潜水位煤矿区土地利用景观格局的时空演变规律，可为制订有效的土地复垦策略提供重要的科学依据。本研究选择位于江苏省徐州市的沛北煤矿区为例，选用1995年TM、2005年ETM+和2015年OLI遥感影像作为数据源，运用土地利用转移轨迹、景观格局指数等分析其景观格局变化特征，并采用CA-Markov模型预测了2025年研究区的土地利用景观格局。结果表明：(1) 研究区景观变化轨迹趋势明显，耕地主要流向建设用地、塌陷积水区、水域和湿地；园林地转变为建设用地和耕地；塌陷积水面积的增加主要来源于建设用地和耕地，贡献比例分别为47.68%、19.20%；(2) CA-Markov模型情景模拟结果表明：2015～2025年，耕地、水域和湿地面积减小；建设用地和塌陷积水面积明显增加；(3) 景观格局指数分析结果表明：在类型水平上，耕地、水域和湿地是主导优势地类，但耕地、塌陷积水、水域和湿地破碎化程度较高；景观水平上，景观格局总体边缘形状趋向简单。综上表明，研究区土地利用景观变化源于区域城镇化进程加快、因采矿活动导致的地表沉陷积水情况加重；建议提前编制预计塌陷区的防治及已塌陷区的规划治理方案。 关键词： 景观格局演变；煤矿区；高潜水位；土地景观格局；CA-Markov模型     

重庆市景观格局动态变化分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究中的一个重要环节,景观生态学是土地利用/覆盖变化的一个重要的研究手段。以分形理论为指导,利用景观生态学的相关指标,在遥感和地理信息技术的支持下,研究重庆市景观格局的变化。采用1995和2000年Landsat TM/ETM影像为基础数据,提取并建立土地利用空间数据库,应用景观空间格局分形模型,获取景观类型的分形维数和稳定性指数以及景观多样性指数、分离度指数、破碎度指数、均匀度指数和优势度等指标。结果表明：水田、旱地、水域等土地类型的分形维数在研究时间段内有明显上升,有林地、灌木林地和草地等景观要素类型的分形维数降低;景观多样性和破碎度指数以及均匀度略有增加,而优势度指数下降;分形维数和破碎度指数呈极显著正相关。最后为重庆市景观格局的持续发展提出了若干建议。     

城市湖泊地区的土地利用变化--以武汉东湖为例

利用1986、1993、1999年的Landsat TM卫星遥感影像和1981年地形图,借助GIS技术分析了城市湖泊地区—武汉东湖流域1987～1999间土地利用的时空变化及景观结构的变化。土地利用分为水体、针叶林、阔叶林、灌草、裸地、农业用地和城镇用地七种类型。各时期遥感影像分类精度都在85%以上。该流域土地利用变化以城镇大幅度扩展（从占全流域面积的9.1％到29.6％）、农业用地增加(从7.0％到13.9％)和由此引起的林地（从占全流域面积的33.6％到24.3％）、水体（从30.4％到23.8％）面积减少为主要特征。同时流域整体的景观多样性下降、优势度提高,但不同景观组分的碎裂化程度的变化趋势不同。其中,城镇用地等优势景观组分的分布趋于聚集,其他类型多趋于碎裂化。流域的城市化具有方向性。城市的快速扩展对林地、灌草、水体等城市湖泊地区的自然生态系统产生显著影响。流域的土地利用及变化受多种自然、社会因素影响。     

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。     

CLUE-S模型对村镇土地利用变化的模拟与精度评价

利用航片、IKONOS和Quickbird影像得到研究区3期（1991、2001和2009年）土地利用历史数据，运用CLUE S模型，基于1991、2001年的土地利用数据对2009年土地利用格局进行模拟预测，并将模拟结果与2009年真实土地利用数据进行比较。类型水平上，选择ROC曲线统计和偏离度指数分别对各地类的Logistic回归拟合精度和CLUE S模型模拟精度进行评价；景观水平上，采用景观指数和Kappa指数系列方法，从综合预测能力、景观格局、数量和空间位置等方面对CLUE S模型的模拟精度进行全面评估。结果表明:①CLUE S模型对各土地利用类型的模拟精度均较高，各地类的Logistic回归的拟合精度随着模拟分辨率的提高而逐渐增加；②随着模拟时间的缩短，CLUE S模型对整体景观格局的模拟精度提高；③该模型对土地利用数量的模拟精度明显优于其对空间位置的模拟精度。总体而言，CLUE S模型在村镇尺度的模拟效果良好，预测精度较高，但在空间位置和景观格局精度方面还有待提高