城市河岸带土地利用和景观格局演变研究

河岸带是水陆生态系统之间的过渡带,对保护水体和改善生态环境质量具有重要作用。研究河岸带的土地利用和景观格局演变规律,对于维持城市河流生态系统健康、改善城市河流污染具有重要意义。以云南省高原湖泊城市昆明为研究对象,基于1996年、2007年和2015年3期Landsat TM遥感影像,在ArcGIS软件支持下,以城市河流两侧500 m范围作为研究区域,提取土地利用信息,借助土地利用类型特征参数、景观格局指数等对河岸带的土地利用和景观格局演变进行分析,结果表明:(1)从时间变化来看,20年来河岸带的土地利用类型发生了明显的改变,耕地的减少和建设用地的增加是主要的变化趋势,尤其自2007年以来,建设用地的动态度由前一阶段的4.66增长为5.53,表明建设用地呈现越来越快的增长趋势;(2)从空间变化来看,1996年耕地是河岸带各缓冲区的主要用地类型,至2007年,建设用地在各缓冲区的占比已跃居首位,到2015年,建设用地持续快速增长,占比达到各缓冲区的60%左右,成为各缓冲区的景观基质,河岸带的景观结构发生明显改变;(3)从景观类型水平的指数分析来看,20年间,耕地的最大斑块指数(LPI)快速减少且分离度指数(SPLIT)急剧增长,表明其分布呈现破碎化发展;绿地斑块的完整性有所提高,建设用地面积快速增加并呈大面积连片分布的趋势,这与土地利用变化分析结果一致。基于对不同缓冲区景观格局指数的分析,得出昆明市河流生态廊道功能的影响范围为距离河道200 m宽的缓冲区范围,200 m以外的区域景观连接度降低,破碎化程度加剧。     

基于道路网络特征的建设用地扩张及其对林地景观的影响——以深圳市为例

道路作为景观廊道,与建设用地景观、林地景观之间存在着复杂的生态学联系。在道路网络迅猛扩展的同时,深圳市建设用地迅速扩张,并对林地景观产生了一定影响。基于土地利用变更调查数据,对1996-2008年快速城市化地区深圳市道路密度与建设用地扩张强度、道路密度与建设用地-林地边界动态的相互关系进行了研究。结果表明,建设用地规模与道路密度、建设用地扩张强度与道路拓展强度呈相关关系,道路网络对城市的社会经济发展有着重要的支撑能力。另一方面,研究期间深圳市林地退化严重,与建设用地接触的单个林地斑块的平均边界长度（林建边界长度）增加,建设用地-林地边界呈现出复杂化的趋势。林建边界长度与道路密度成相关关系,道路密度小于2.5 km.km-2时,道路密度越大,林建边界长度越大,建设用地景观和林地景观的生态学作用越剧烈。     

城市扩张对热环境时空演变的影响——以哈尔滨为例

城市发展过程中土地利用类型及其景观格局的变化是影响城市地表温度的主要原因,为定量揭示城市扩张过程中土地利用景观格局的变化对夏季地表温度的影响及作用机制,以哈尔滨为例,基于1984—2015年Landsat数据,通过分析城市建筑用地和地表温度的时空演变特征,以及地表温度与建筑用地、植被和水体之间的关系,揭示哈尔滨城市扩张过程中夏季城市热岛格局的演变特征及影响因素,为政府部门制定城市热岛效应的缓解措施提供参考。结果表明,1984—2015年哈尔滨市建筑用地面积由187 km~2扩大到571 km~2,平均扩张速度为13 km~2·a~(-1),建筑用地重心向东南方向移动了1.01 km。与1984年相比,2015年哈尔滨市有44.84%区域地表相对温度升高,有10.63%区域地表相对温度下降;从空间分布看,2015年中心城区出现热岛效应减弱、热岛斑块面积减小的趋势,周边区域出现热岛效应加强、热岛斑块面积增大的趋势。城市建筑用地与地表温度之间存在正相关关系,水体和植被与地表温度之间存在负相关关系,建筑用地的增温效应远远大于水体和植被的降温效应。在城市热岛效应分析中,应用Shannon熵的研究结果与景观指数的研究结果具有很好的一致性。在城市建设中,减小集中连片的建筑用地,增加城市绿地面积,是缓解城市热岛效应的有效手段。     

基于遥感和GIS的青藏铁路生态累积效应研究

采用遥感和GIS技术,通过生态系统功能偏离累积指数、景观格局干扰累积指数、植被退化指数、生态阻隔累积指数和区域生态累积效应指数研究青藏铁路建设和运营对沿线生态系统的累积影响.结果表明,铁路建设和运营对沿线0～1 km直接影响区的生态服务功能、景观格局、植被覆盖和生态流均造成一定的累积影响,但以景观格局和生态流受到的影响最大,且对拉萨至唐古拉段的影响大于唐古拉至格尔木段,主要表现为对农田、草地、河流湿地和荒漠生态系统的影响.从铁路沿线＞1～5和＞5～10 km范围的间接或协同累积影响来看,拉萨至唐古拉段明显高于唐古拉至格尔木段.铁路建设运营对＞1～5 km范围的农田、荒漠和河流湿地生态系统仍存在一定负面影响,且以农田生态系统受到的负面累积影响最大,主要表现为拉萨和格尔木城市扩张对农田生态系统的干扰和占用.     

快速城市化进程中城市扩张对景观格局分异特征的影响

在中国快速城市化背景下,大部分研究仅是单一的利用景观指数分析城市景观格局,往往只侧重于对景观斑块或格局的几何特征进行简单分析和描述,忽略了城市扩张与城乡景观格局动态变化过程之间的内部联系,研究城市扩张与城乡景观格局动态变化过程之间的内部联系对揭示城市化规律有着重要意义。文章以江苏省昆山市（县）范围为研究对象,基于全市1985—2008年间多期TM影像图,在采用遥感与地理信息系统相结合的技术方法获取昆山市景观格局动态变化以及相关景观生态学指数分析的基础上,探讨城市扩张对城乡景观格局的影响。结果表明：23年间自然景观类型的面积基本保持不变;人工景观面积显著增涨了4倍。斑块密度、景观斑块数量破碎度指数受人工景观类型影响基本呈上升趋势;斑块密度、景观破碎度、最大斑块、边缘密度等指数与建设用地增长之间存在明显相关性,表明城市扩张是城乡景观格局特征变化的重要驱动力。     

嘉峪关市中心城区扩张过程及其景观特征变化

以中国干旱区嘉峪关市1986、1996、2006和2010年Landsat TM/ETM＋影像为数据源,采用道路扩展和城市建设用地扩张强度反映城区建设扩张过程,同时分析了城市景观类型的斑块特征和结构特征,研究结果表明：1）嘉峪关市中心城区主干道路扩展显著,城市面积增加明显。1986—2010年间嘉峪关市道路长度增加了100.20 km,城市面积从1986年的2 220.03hm^2增加到2010年的5 048.22hm^2,年均扩张强度指数达5.10%。2）城市景观格局变化显著,建设用地、城市绿地和水体分别增加了2 003.74hm^2、655.30hm^2和169.15hm^2,未利用地则减少2 828.19hm^2。建设用地和城市绿地破碎度增加,未利用地破碎度减少。3）城市景观斑块类型更趋均衡化,整体景观和异质性多样性增加。4）城市扩张是嘉峪关城市绿地和水体明显增加的重要原因,人类活动对城市生态环境的影响逐渐增强。     

景观格局对植物多样性影响研究进展

景观格局对植物多样性有重要影响,植物多样性包括α、β、γ多样性。从景观斑块面积、形状、配置方式、景观类型和尺度效应等方面对植物多样性进行了综述。景观斑块面积能对物种产生质量效应,除部分热带植物外,大部分植物在一定范围内,其物种丰富度与斑块面积呈正相关关系,随着斑块面积的增加,斑块内部种比边缘种数量增加快;但是随着景观破碎化严重,小斑块为物种提供主要栖息地,所以对小斑块的研究和保护具有重要意义。形状复杂的景观斑块能够保持较高的植物多样性,不同植物类群的多样性指数存在差异。景观斑块复杂的边缘,植物物种多样性较高,多为适应性强的边缘种。景观异质性与物种丰富度、β多样性呈显著正相关。景观多样性以及景观斑块之间的连通性与植物多样性呈正相关关系。不同景观类型的合理配置,特别是生态交错区,有利于保持植物多样性。研究发现隔离度对物种丰富度和多样性具有消极影响,主要是由质量效应和邻近效应产生的影响,因为这可以为更多的物种提供更广阔的栖息地,并且有利于种子的传播,从而提高植物的生存率。文章还总结了全球主要的土地利用类型对植物多样性的影响,包括农业用地、草地、森林,多种土地利用类型相结合有助于提高植物多样性,尤其是群落交错区的存在。景观格局与植物多样性的关系存在空间尺度效应,空间尺度效应对植物多样性的研究可以从空间的幅度和粒度中的小尺度、中尺度、大尺度对物种的影响进行研究。景观格局指数高度浓缩了景观格局信息,是反映景观结构和配置等方面特征的简单量化指标,目前应用广泛。未来可从优化景观格局、尺度阈值及影响机制方面做进一步研究。     

三峡库区(重庆段)景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响

以具有重要生态地理位置的三峡库区(重庆段)为研究区,结合2000—2015年Landsat TM数据,运用统计和网络分析法,从时空角度研究景观格局和生态系统服务价值的变化及其两者间的相互关系。结果表明,整体而言,研究区耕地和林地所占比例较大,草地、水域、建设用地和其他用地所占比例较小,建设用地面积增加最快;从时间上看,2000—2015年斑块密度、最大斑块面积指数呈先减少后增加的趋势,聚集度最大值和香农多样性指数最小值出现在2010年;2000—2015年生态服务价值总量先增加后减少,2010年达最大;从空间上看,景观破碎度逐渐从库区东北、东南向各区县建成区及主城区转移,东北与东南地区的景观完整性逐渐提高;生态系统服务价值低值区集中于各区县建成区,主城区生态服务价值最低,长江流域西侧的生态服务价值低于东侧。合理的景观格局对提高该区域的生态系统服务价值具有重要意义。     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

广东丰溪省级自然保护区景观格局变化及其驱动力研究

探究景观格局变化及其驱动力是自然保护区景观格局优化、生态保护和建设管理的重要基础。基于广东省丰溪省级保护区2010、2015、2020年的遥感影像数据,借助Arc GIS、ENVI和FRAGSTATS等软件,通过分析动态度、转移矩阵、景观格局指数等探究景观格局的演变规律,并对其驱动力进行探讨。结果表明,1)保护区土地利用类型以林地为主,约占区域总面积的61.9%;2010-2020年间,林地和水域持续减少,耕地和建设用地持续增多,土地利用综合动态度由1.87%减少至1.75%,整体呈减少趋势,景观格局变化趋于平稳。保护区林地的转出量最大,转出面积有2.03×10³ hm²;草地的转入量最大,转入面积有1.28×10³ hm²;耕地的转入面积约为转出面积的3.3倍,整体增加约800 hm²。2)林地是保护区的主体景观,其斑块优势度最大,破碎度最小,景观连通性较好。2010-2020年间,耕地、建筑用地和水域的破碎度降低,连通度升高;草地的破碎度最大,连通性能减低。2020年,景观...     

厦门环同安湾海岸带景观空间格局动态变化分析

利用遥感和地理信息技术,运用平均斑块面积与分离度指数、多样性指数、破碎度指数、优势度指数和分维数等景观格局指数,以厦门环同安湾区1989年、1997年和2007年3个时期遥感影像解译数据作为基本信息源,对过去18年间环同安湾海岸带的景观格局的时空变化过程和演变趋势进行了研究。结果表明：1989—2007年,农田面积大量...     

七里海湿地土地利用变化及其景观格局演替分析

通过遥感手段,利用大量的ETM、TM、MSS遥感影像,从土地覆盖变化、景观格局指数等角度,分析了近30年七里海湿地的土地利用变化特点及景观演替趋势特征。详细分析了七里海内水域、芦苇等用地类型的转化趋势与成因,并通过多年来景观指数对比的方法揭示了该区域景观连通性和破碎化程度的变化趋势。研究结果表明：由于入境水量减少,1976到2009年期间七里海湿地水域面积减少了80％,之后由于保护区的建立,水域面积持续增长。期间以保护区建立为节点,主要的土地利用类型变化趋势是水域-芦苇-水域。1976到2009年期问七里海总体聚集度指数从95．75下降到87．54、水面的破碎化指数从6．42上升到10．74,反映出区域景观连通性变差,破碎化程度在加剧,人类活动对环境影响越来越深刻。     

基于分形理论及信息熵的广州边缘区绿地空间结构分析——以番禺区为例

以信息熵和分形理论为指导,在遥感和GIS技术支持下构建绿地空间结构熵模型,以番禺区为例对广州市边缘区绿地结构在空间上的分异进行分析,结果表明：III梯度区得益于良好的水资源及地形等自然条件,斑块平均面积最大、边缘密度最低、斑块结合度指数最高,生境破碎化程度最小,熵值最高,为-12524,稳定性最好;II梯度区熵值最低,为-62553,主要由于受游移多变且支流众多的水系胁迫导致绿地空间结构被切割破碎,稳定性最差;而I梯度区熵值为-36819,处于II、III梯度区之间,但由于距城市最近受人为干扰最强烈,连通性最差、生境破碎化程度最高,其稳定性很大程度取决于人为干扰活动的剧烈程度和政府行为对用地结构的调控。     

Contribution of Roads to Forest Fragmentation in the Rocky Mountains

The contribution of roads to forest fragmentation has not been adequately analyzed. We quantified fragmentation due to roads in a 30,213-ha section of the Medicine Bow-Routt National Forest in sout heastern Wyoming with several indices of landscape structure using a geographic information system. The number of patches, mean patch area, mean interior area, mean area of edge influence, mean patch perimeter, total perimeter, and mean patch shape identified patch- and edge-related landscape changes. Shannon-Wiener diversity, dominance, contagion, contrast, and angular second moment indicated effects on landscape diversity and texture. Roads added to forest fragmentation more than clearcuts by dissecting large patches into smaller pieces and by converting forest interior habitat into edge habitat. Edge habitat created by roads was 1.54–1.98 times the edge habitat created by clearcuts. The total landscape area affected by clearcuts and roads was 2.5–3.5 times the actual area occupied by these disturbances. Fragmentation due to roads could be minimized if road construction is minimized or rerouted so that its fragmentation effects are reduced. Geographic information system technology can be used to quantify the potential fragmentation effects of individual roads and the cumulative effects of a road network on landscape structure.     

基于RS和GIS的嫩江下游土地沙漠化景观格局变化特征分析

以2004、2008年的MODIS数据为主要数据源,在ArcGIS 9.0、ERDAS IMAGE 9.0等软件支持下,利用FRAGSTATS软件分析土地沙漠化的景观格局变化.结果表明,研究区域沙漠化土地以轻度和中度沙漠化土地为主;各景观要素的边缘密度和斑块密度呈现一致性的减少,表明斑块形状趋向简单,景观整体破碎化程度降低,边缘效应影响减小;除水域景观外,其他景观要素的形状指数和分维数都呈现一致性的下降,表明整体景观的形状都向着简单化和稳定性方向发展,各景观要素的散布与并列指数和聚集度指数都呈现一致性的增加,反映出各要素斑块趋向大型化发展,景观整体连接度增强,破碎化程度降低,景观相互作用和空间关系增强.     

Mediation of area and edge effects in forest fragments by adjacent land use

Habitat loss, fragmentation, and degradation have pervasive detrimental effects on tropical forest biodiversity, but the role of the surrounding land use (i.e., matrix) in determining the severity of these impacts remains poorly understood. We surveyed bird species across an interior-edge-matrix gradient to assess the effects of matrix type on biodiversity at 49 different sites with varying levels of landscape fragmentation in the Brazilian Atlantic Forest—a highly threatened biodiversity hotspot. Both area and edge effects were more pronounced in forest patches bordering pasture matrix, whereas patches bordering Eucalyptus plantation maintained compositionally similar bird communities between the edge and the interior and exhibited reduced effects of patch size. These results suggest the type of matrix in which forest fragments are situated can explain a substantial amount of the widely reported variability in biodiversity responses to forest loss and fragmentation.     

Urban forest landscape patterns in Ma'anshan City,China

The landscape pattern of Ma'anshan City was analyzed based on theories and methodologies of landscape ecology, remote sensing, global positioning, and a geographic information system (GIS). The study area encompassed the entire built-up area of 63.88 km²; a north–south transect 3-km wide and 13-km long was established along the long axis of the city. Five major landscape elements were assessed: urban land, urban forest, agriculture, water, and grass. Urban land was the dominant land cover type, and occupied 67% of total land area; while patches of urban forest occupied 16%, with a landscape element dominance of 0.42. Urban forest was classified according to land-use category and location into six types: scenic forest, yard forest, recreational forest, roadside forest, shelter forest, and nurseries. There were 2464 urban forest patches, the largest being 185.1 ha, with an average of 0.43 ha. The low nearest neighbor index and high patch density indicated that urban forest patches tend to be aggregated and have a high degree of fragmentation. This study also demonstrated that the spatial pattern of urbanization could be quantified using a combination of landscape metrics and gradient analysis. Urban forest has distinct spatial characters that are dependent on specific landscape metrics along the urbanization gradient.     

Assessment of ecological risks induced by land use and land cover changes in Xiamen City,China

The landscape ecological risk (LER) in Xiamen City, China, from 1990 to 2030 was studied using an urban land use and land cover change (LUCC) model and LER analysis. The LUCC model was used to predict the LUCC of Xiamen from 2020 to 2030. We analyzed the characteristics of LUCC and landscape pattern changes and, finally, evaluated the effect of rapid LUCC on LER. Of the six landscape types investigated, built-up land and farmland demonstrated the most significant changes. The area of built-up land increased by 1.5 times in 2010 and is predicted to increase by 2.7 times in 2030 than that in 1990. The area of farmland increased from 34.5% in 1990 to 24.5% in 2010 and is predicted to decrease to 15.1% in 2030. The number of patches (NP) of built-up land decreased with increasing area, which promoted the dominance of built-up land over other landscape types. Five landscape types, those other than built-up land, increased in NP, landscape fragmentation, segmentation, and disturbance but decreased in dominance. The LER of Xiamen in 2010 was slightly lower than that in 1990. However, with the acceleration of urbanization, the LER in 2020 and 2030 will increase by 7.6% and 12.5% than that in 2010. The LER will significantly increase in areas such as the Huandong sea area, the second urban core of Xiamen, and northern Xiang'an. For the areas, some measures (e.g. optimum urban spatial growth patterns and control of coastal reclamation) must inevitably increase to reduce the LER posed by rapid urbanization.     

广州东进扩张下的萝岗区土地利用与景观动态分析

以研究区1979年MSS1、990年LandsatTM、2000年LandsatETM以及2006年Aster 4个时段的卫星遥感影像为基础数据,运用RS与GIS技术手段,结合FRAGSTATS景观格局分析软件,对萝岗区近30年来的土地利用与景观格局变化进行了定量分析。研究表明：研究区未利用土地、园地及耕地面积大幅减少,林地与城镇用地面积显著增加。1979—2006年期间,2000年是一个分水岭,2000年前景观的连接度下降,破碎程度增加,景观斑块的形状趋于复杂化,景观结构组成的复杂性也趋于增加。2000年后各指数呈现了逆转的趋势,表明萝岗区为建设成为国际化生态型新城区,在后期的城市化进程中特别重视了生态环境的保护及建设。