基于本底格局的鸭绿江口滨海湿地景观破碎化评价

在3S技术支持下构建了鸭绿江口滨海湿地景观本底格局,并以本底格局为参照,分别对1989年和2005年鸭绿江口滨海湿地景观破碎化过程进行了监测评价.结果表明:湿地本底格局可作为强度开发环境下湿地景观格局破碎化评价的参照依据.与本底格局相比,鸭绿江口湿地景观格局呈持续破碎化趋势,1989年和2005年湿地景观整体自然度分别为89.373%和86.691%.在不同自然湿地景观类型中,芦苇沼泽、滩涂和潮沟面积萎缩幅度较大,2005年其自然度分别为69.94%、71.49%和78.42%;各湿地类型的斑块密度都出现了不同程度的增大,其中芦苇沼泽和滩涂增大最明显,2005年斑块相对密度分别达18.507和6.879;滩涂斑块形状趋于复杂,2005年斑块相对形状指数为1.085,其他湿地类型斑块形状则持续简化;各时期不同自然湿地类型斑块聚集度指数均较高,反映出鸭绿江口各湿地类型多呈聚集分布的空间格局.     

保护地空间邻近效应和保护成效评估——以若尔盖湿地国家级自然保护区为例

目前多采用比较保护地建立前后时间序列上或与邻近区域比较的方法判断保护地的保护成效,而未充分考虑保护地的空间邻近效应和空间异质性,因此影响了其准确性.为进一步改进自然保护地保护成效评估技术方法,识别辨析人为保护管理措施在高寒草地-沼泽湿地区域气候变化背景下的景观生态学效应,以四川若尔盖湿地国家级自然保护区为案例,采用"BACI"试验设计思路,以斑块密度、最大斑块指数和蔓延度指数等景观格局指数等为指标,定量分析若尔盖保护区的空间邻近效应和保护成效.结果显示:(1)保护区内湿地面积呈缩减趋势,灌丛、草地和建设用地面积增加,但沙化地面积减少;(2)若尔盖保护区存在空间邻近效应,为泄漏效应;(3)若尔盖湿地整体上仍呈破碎化趋势,但若尔盖自然保护区内大斑块面积减少趋势得到延缓,斑块间连通性降低趋势减小.本研究表明保护区的保护管理减缓了边界范围内景观破碎化趋势,取得保护成效;建议在进一步加强保护区内人为活动管控的同时,强化邻近区域的保护,以消除正在出现的孤岛化现象.(图4表4参35)     

辽河三角洲湿地景观空间格局变化分析

以1988年和2001年2个时相的Landsat-TM/ETM影像为信息源,选取斑块数量、斑块平均面积、边界密度、斑块密度、形态指数和斑块分维数等6个代表性格局指数,对辽河三角洲湿地景观格局变化进行了定量分析。结果表明,1988~2001年,水田、内陆水体和养殖用地呈现明显的增加趋势,苇田、光滩、河口潮间带水域和碱蓬面积呈减少趋势。受人类的区域综合开发活动的影响,研究区斑块数量和边界密度分别增加了32.76%和21.4%,而斑块平均面积减小了30.2%,平均斑块密度由17.43个/km2增加至24.21个/km2,斑块形态指数由84.03增至103.20,斑块分维数由1.057增至1.059。     

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。     

天津滨海新区湿地环境演化与景观格局动态

从历史演化和景观格局动态变化两个方面对天津滨海新区湿地生态系统的演变进行了研究。历史上天津地区为海洋,自滨海新区成陆以来,经历了多次的海浸和洪水淹没,海浸期间发生陆地湿地化,海退和洪水退却时发生水体湿地化。本文总结了自地质时期以来的历史演化模型。同时在GIS和RS技术支持下,运用FRAG-STATS软件,研究了1979-2008年滨海新区湿地景观格局动态变化特征。结果表明,随着滨海新区的发展和土地利用强度的增大,研究区景观斑块数量增加、平均斑块面积减少的趋势比较明显,景观呈现破碎化的趋势;总体上,近30年中,滨海新区湿地总面积变化不大,并没有大面积持续减少。景观破碎程度从1979年开始持续上升,中间略有波动,但总体上升较快。     

黄河三角洲自然湿地景观连接度动态变化及其驱动因素分析

景观连接度用来度量景观空间单元之间的连续程度,它同具体的生态过程相结合可有效表征景观的功能特性。已有景观连接度的研究往往缺乏长时间序列动态变化的分析,且从不同区域尺度开展的研究也较少。同时,关于影响景观连接度变化的驱动因素还未有明确解释。因此,文章基于1991—2013年6期遥感影像数据,利用基于图论的指数方法测度景观连接度,对黄河三角洲整体以及自然保护区一千二管理站和黄河口管理站、垦利农业生态区、河口农业生态区和胜利油田区5个区域内自然湿地景观连接度的时空变化格局进行分析,并探讨影响自然湿地景观连通格局的主要驱动因素。结果表明,1991—2013年黄河三角洲自然湿地面积减少了548.75 km~2,景观连接度整体较低且呈现下降趋势,最大可能连接度指数不足0.1。期间,垦利农业生态区、河口农业生态区和胜利油田区的自然湿地面积减少严重,景观连接度下降明显。到2013年,这3个区域的自然湿地景观连接度全部下降至0.01以下。而一千二管理站和黄河口管理站内自然湿地的面积与景观连接度却有所增加,其中,一千二管理站自然湿地的景观连接度均在0.5以上,黄河口管理站自然湿地的可能连接度也从0.203增加到0.360。人类活动对黄河三角洲湿地景观格局的演变产生了重要影响。耕地、人工湿地以及油田、道路等建设用地是黄河三角洲湿地景观连接度变化的主要驱动因素,而自然保护区的设立和有效的管理措施是区内湿地景观连接度增加的主要原因。在此基础上建议扩大保护区范围,增加踏脚石斑块,保持水系连通以提高景观连接度。     

快速城市化背景下上海绿色空间景观格局梯度及其多样性时空动态特征分析

以上海典型快速城市化地区为例,基于遥感影像数据,综合运用RS/GIS技术和Fragstats 3.3移动窗口法对1997年、2000年、2005年、2008年和2015年5个年份上海绿色空间的景观格局梯度及其多样性时空动态进行分析。随城市发展的绿色空间梯度变化和景观多样性的空间显式化研究可以帮助理解景观格局-过程关系,同时为城市景观格局优化和管理提供支持。结果表明,(1)1997—2015年间,研究区总体上以建设用地的增加和绿色空间的总量减少为典型特征,农田景观面积比例PLAND减少了32.85%,森林绿地PLAND增加了9.44%,水体PLAND增加了1.58%,建设用地PLAND增加了28.59%。(2)研究区绿色空间的景观格局随着城市空间多方向的扩张变化明显,同心矩形带梯度模式分析和多向梯度模式分析结果显示,近20年来,在矩形环4以内中心城区森林绿地PLAND、斑块数量NP、斑块密度PD、景观形状指数LSI的增加,表明中心城区森林绿地景观破碎化越来越严重,人工痕迹较重。在矩形环5以外区域森林绿地PLAND、LPI的增加及NP的下降表明郊区森林绿地景观表现出一定的集聚性;在矩形环5以外区域农田PLAND、最大斑块指数LPI的下降和PD、LSI的升高表明建设用地的扩张使原本均一化的农田景观越来越破碎,形状也越来越复杂。(3)景观多样性时空动态变化分析表明,1997年仅中心城区景观多样性SHDI较低,而2015年SHDI在整个研究区均呈下降趋势。     

1995至2004年广州土地利用格局变化与驱动分析

综合应用景观生态学、统计学基本原理,以及3S技术、手段,以广州市为研究对象,基于TM和SPOT影像数据,运用ERDAS、ARC/INFO、FRAGSTATS和SAS等GIS和统计学工具平台,分析了广州市1995到2004景观格局状况及其动态变化.研究结果表明:近10年间,广州市的耕地、林地和水域等自然、半自然景观面积减少,其中耕地面积减少的最多,而居民工矿用地和交通路网用地等人文景观面积都在增加,园地和湿地等半自然景观面积也在增加;斑块数量和边缘密度呈增加之势,景观破碎化程度升高;景观多样性指数的升高和景观聚集度的下降,景观异质性增加;景观形状指数增加,景观形状复杂化;影响景观格局变化的驱动因子主要是建筑密度、道路密度、人口密度和第三产业结构比例.根据因子分析的结果,从保护农地、降低景观破碎化程度等方面提出了城市景观的优化建议.     

澜沧江下游景观破碎化时空动态及成因分析

景观破碎化深刻影响着景观格局和过程。以澜沧江下游城市——景洪市为研究区域,选取2000、2005和2010年的景观类型数据与对应的SPOT-NDVI遥感数据,对比了移动窗口法和空间自相关法在指示景观破碎化时的精确性和可应用性。采用300 m的移动窗口边长,选取蔓延度指数(CONTAG)、景观形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、最大斑块指数(LPI)和香农多样性指数(SHDI),利用移动窗口法将景观指数空间可视化以指示景观破碎化特征。研究表明,不同景观类型的NDVI值均在0.6以上;2000年、2005年和2010年,Moran’s I值均在0.78以上;进一步分析了NDVI的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明NDVI呈"高—高"自相关的地区大多为常绿阔叶林地带,而NDVI呈"低—低"自相关的地区大多为建筑用地和耕地分布广泛的区域。统计各景观类型的景观指数和空间自相关指数后发现,对于常绿阔叶林和未利用地等景观类型,局部自相关指数高的区域,CONTAG值也高,而LSI值较低,这表明该类景观类型斑块较少且完整,破碎化不明显。通过比较不同景观类型的景观指数和空间自相关系数,发现两种方法在指示景观破碎化上具有良好的可比性。同时,提取了海拔、坡度、坡向、地形起伏度和地面粗糙度等地形因子,分析了NDVI和地形因子之间的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明研究区植被分布在一定的程度上由海拔、坡度、地形起伏度和地面粗糙度所决定。本研究为综合景观指数与空间统计分析揭示景观格局变化和空间异质性提供了参考,并通过景观格局与地形因子的相关性分析进一步解释了景观格局变化与环境变化的生态意义。     

利用景观梯度法分析张家港市城市景观变化

在遥感与GIS技术平台的支持下,利用景观格局梯度法分析了张家港市各土地利用类型的景观格局及其时空分布特征.研究结果表明,2002-2006年,张家港市城市景观格局总体变化明显,城镇用地增长22.10%,农业用地则减少14.96%.在空间上,呈现出城市一城乡交错带一农业区的变化特征;在时间上,整体样带体现出斑块密度升高、...     

南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务价值响应

利用1987-2010年5期卫星遥感影像监测南四湖湿地景观格局变化,并且采用市场比较法、影子工程法、工业制氧成本法、碳税法和价值替代法等多种评估方法对南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务功能价值响应进行深入探讨.结果表明,南四湖湿地中大量芦苇、荷田等自然湿地景观转化为养殖水域、水稻田等人工湿地,景观格局趋于破碎化;湖泊湿地景观格局变化对于湿地的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能均有影响,其中对供给功能和调节功能影响最大.以2010年不变价计算,南四湖湿地景观格局变化导致2010年湿地生态系统服务功能价值比1987年减少3.06亿元,其中大气成分调节功能价值损失11.7亿元,净化功能价值损失3.77亿元,涵养水源功能损失0.65亿元,物质生产功能价值增加13.06亿元,其他功能价值对湿地景观格局变化的响应不明显.     

长江经济带湿地空间格局变化及其保护修复对策研究

基于1980年、1995年、2005年和2015年4期土地利用/覆被解译数据,以长江经济带湿地为研究对象,分析了长江经济带湿地的空间格局变化,结果表明:(1)长江经济带湿地主要分布在长江中下游;(2)1980—2015年,长江经济带湿地消失和新生并存,长江经济带的河流湿地和沼泽湿地呈减少趋势,湖泊和库塘湿地呈增加趋势,...     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化及其驱动力

基于3S技术,应用Fragstats软件对高原湿地若尔盖国家级自然保护区1990、2000和2007年3期TM解译图进行分析,研究保护区景观格局变化动态及其驱动力。结果表明,退化沼泽为若尔盖国家级自然保护区的景观基底,2007年达保护区总面积的48.05%。保护区建立前后的10 a间(1990—2000年),湖泊、河流、沼泽面积萎缩,主要演变为退化沼泽和草甸,退化沼泽、草甸和灌丛面积分别增加1 978.60、2 559.09和824.27 hm2,斑块数减少,景观破碎度和异质性降低,聚合度和优势度增加;建立国家级自然保护区后(2000—2007年),河流面积小幅恢复,但湿地退化仍是主要趋势,湖泊和沼泽面积持续减小,草场面积持续增加,沙地面积增加1 929.00 hm2,斑块数增加,聚合度和优势度下降,景观破碎度和异质性回升。气候变暖等自然因素和人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、基础建设等干扰影响是湿地退化的主要驱动力。     

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.     

江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应研究

土地覆盖是生态系统的重要组成部分,其具有明显的空间尺度(包括空间粒度和幅度)属性,而尺度问题是景观空间研究的关键环节之一。为了探究江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,在GIS和RS技术支持下,以江苏省原生滨海湿地2017年高精度遥感影像为基础,编制了景观类型图,选取一系列经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,为选择适宜粒度进行土地覆盖的景观指数计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,不同土地利用景观斑块密度、蔓延度指数、凝聚度指数、平均形状指数、面积加权分维数指数、丰富度指数、Shannon多样性指数、均匀度指数基本表现为林地最大,灌木地其次,未利用地、建设用地和水域最小;分离度指数耕地和未利用地最大,草地和水域其次,建设用地最小。在1—60 m粒度范围内,粒度增加对优势景观有加强作用,随着粒度逐渐增大,景观中的优势覆盖类型面积比率增大,其他景观覆盖类型面积逐渐减少。随粒度不断增加,在类型水平上,不同土地类型的景观特征指数变化曲线主要呈现3种类型:(1)随着粒度的不断变大,面积加权分维数、如斑块密度、平均形状指数、凝聚度指数呈现单调递减的趋势,各指数均表现为林地最大;(2)随粒度变化,面积百分比呈现稳定状态;(3)在粒度变化过程中,分离度指数及有效网格大小变化曲线差异性较大。平均形状指数、聚集度指数、分离度指数和凝聚度指数变化幅度并不大,受空间格局特征的影响不大。各类景观指数的分维数在1—60 m粒度内,具有明显的随粒度增加而减小的趋势,说明这些景观的形态结构在这一粒度范围内具有自相似性。相关性分析定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,不同景观特征与粒度的相关性存在较大差异。     

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.     

近54a扎龙自然保护区景观斑块面积变化特征

运用GIS技术和景观牛态学的数量分析方法,根据扎龙自然保护区土地利用类型图和Landsat TM图像,分析了1950-2004年保护区景观斑块面积变化特征.结果表明,54 a间,保护区各景观类型以沼泽地所占面积比例最大,区域呈现出以沼泽地景观为基质.草地、耕地和未利用地等为主体的交错景观格局,其他景观类型呈补丁状散布于其中.沼泽地面积表现为波动性增加,草地面积下降显著,未利用地、住宅用地和耕地总体呈快速扩张趋势,水域面积变化不显著,林地所占比例最小,但呈上升趋势.面积加权平均值由大到小依次为沼泽地、草地、耕地、未利用地、水域、住宅用地和林地.最大斑块指数由大到小依次为沼泽地、草地、耕地,其他各类景观的最大斑块指数均小于1.斑块面积标准差最大的是沼泽地,并呈逐年增大趋势,水域、林地、住宅用地等景观类型斑块面积差异程度较小.斑块面积变异系数最大的是1978年的住宅用地,林地、未利用地的斑块面积变异系数较稳定.     

辉腾锡勒风电场建设对草原景观格局的影响

利用1995年、1999年、2005年、2010年4期遥感影像,从景观优势度、景观形状异质性、景观破碎度3个角度选取常用景观指数,定量分析研究区景观格局变化过程和驱动力,进而分析辉腾锡勒风电场建设对辉腾锡勒草原生态系统的影响。结果表明,(1)从1995年开始,研究区风电场大规模建设,1999年风机所占地表面积比1995年增长了100%,2005年比1999年增长了170.17%,2010年比2005年增长了537.19%。为建设和维修风机,汽车碾压和人为踩踏形成的风机检修路逐年增加。1999年风机检修路面积比1995年增加了100%,2005年比1999年增加了70.60%,2010年比1999年增加了298.13%。风机面积和风机检修路面积增加,侵占了大量草地,导致草地面积减少,1999年草地面积比1995年减少了1.18 hm~2,2005年比1999年减少了54.52 hm2,2010年比2005年减少了285.14 hm~2。研究区的主要景观类型为草地,在1995—2010年间,草地面积均占研究区总面积的87%以上。草地面积减少使研究区景观优势度下降,草地对研究区的控制作用减弱,研究区生态系统脆弱性增大。(2)增加的风机检修路将大面积草原分割成许多小的斑块(草地斑块数量1995年为8个,1999年为16个,2005年为22个,2010年为93个),导致研究区斑块密度明显增大,研究区草原破碎化加剧,生态系统稳定性下降;同时由于风机检修路是汽车随意碾压和人为踩踏形成的,形状不规则,其分割的草地斑块不规则,导致研究区景观形状指数上升,研究区形状复杂程度增大,生态系统稳定性下降。     

鄱阳湖流域参考作物蒸散量变化特征及其归因分析

为分析气候变化下鄱阳湖流域参考作物蒸散量(ET_0)的变化特征及其影响因子,利用鄱阳湖流域13个气象站1960—2014年逐日气象观测资料和Penman-Monteith公式计算ET_0,采用Mann-Kendall趋势检验、累积距平、敏感曲线和线性回归等方法分析了鄱阳湖流域ET_0变化特征及主要气象因子对年ET_0变化的贡献。结果表明:鄱阳湖流域多年平均ET_0为1 054.1 mm,从南至北呈减少趋势,但总体相差不大;年内季节性差异明显,夏季ET_0为冬季的3.53倍。近55年来,鄱阳湖流域ET_0除春季呈上升趋势外,其他季节均呈下降趋势,其中夏季呈显著下降趋势(P0.01);流域年ET_0总体呈显著下降趋势(P0.01),其年均速率为~(-1).09 mm·a~(-1),其中,气温对ET_0的影响为0.55 mm·a~(-1),相对湿度对ET_0的影响为0.47 mm·a~(-1),风速对ET_0的影响为~(-1).27 mm·a~(-1),年日照数对ET_0的影响为-0.83 mm·a~(-1)。因此,日照时数和风速的减少是引起鄱阳湖流域ET_0下降的主要原因。鄱阳湖流域年ET_0变化对相对湿度、平均气温、日照时数、风速等气象因子变化响应强度依次减弱。该研究对于开展气候变化对鄱阳湖流域水资源影响评估具有一定的科学意义和应用价值。     

苏北侵蚀型海岸湿地景观时空演变特征及驱动机制

运用RS、GIS技术和景观生态学方法,对盐城国家级自然保护区侵蚀型海岸湿地1987、1997和2007年3个时相的景观数据进行分析,辨识侵蚀型海岸湿地景观格局时空演变特征。结果表明,1987—1997年,研究区光滩面积比例由76.91%下降至58.37%,碱蓬湿地由18.68%下降至5.51%,芦苇湿地由4.42%上升至13.01%,并出现了米草湿地和养殖池景观类型,1997年其面积比例分别为13.35%和9.76%。1997—2007年,碱蓬湿地退化消失,养殖池减少,芦苇湿地、米草湿地、光滩面积增加,其比例分别为15.85%、14.50%和60.86%。就景观异质性而言,多样性指数先升后降,景观优势度持续下降。景观空间演替呈现单向性特征:1987—1997年,从陆地向海洋方向演替;1997—2007年,从海洋向陆地方向演替。海岸地貌过程和植物覆被类型的连续变化导致湿地景观演变呈连续变化,但干扰往往使生态过程的连续性发生改变。