Agricultural landscape change and stability in northeast Thailand: historical patch-level analysis

The temporal nature of agricultural landscape change, where both intra- and inter-annual processes and changes are often at work, renders traditional methods of landscape change assessment not completely effective. Additionally, seasonal and longer-term shifting patterns of cultivation can sometimes appear as permanent landscape change when in fact they actually are simply a local change in spatial arrangement. To address these complexities, this work tests an approach that is longitudinal in character and based upon assessing the structure of landscape change as well as the landuse/landcover (LULC) change. Set in rural northeast Thailand, patch dynamics are examined through use of LULC change trajectories built from an image time series and temporal patterns built from pattern metrics. The given unit of observation is the pixel, and its “life history” is constituted by the values derived from the images of a satellite time series, which are then reconstituted at the patch level for better ecological interpretation. The hypothesis that underpins this approach is that the nature of the trajectory is associated with the function of the land in that patch and in the neighborhood of surrounding patches. Hence, different trajectories of LULC spatial arrangement may suggest, for example, differences in the stability or dynamics of LULC over time and space, which are further suggestive of land sustainability or resilience, or conversely land conversion or dynamism. The study area for this research is a marginalized, agrarian environment in northeast Thailand, a region that has undergone deforestation of upland forests for the cultivation of commercial field crops, intensification of lowland rice for subsistence as well as local and regional sales and global export, and LULC scenarios altering the savanna landscape that serves as the background matrix. The analysis here characterizes the relative stability and temporal dynamics of LULC at the patch level. Pattern metrics calculated at the patch level are assessed as the spatial organization of landscape units that represent: (1) transitional areas of LULC dynamics occurring as peripheral expansion, (2) LULC change from forest to agriculture through deforestation, or (3) agriculture to forest through secondary plant succession, with savanna serving as a transitional matrix. In short, this paper proposes and tests a method for assessing the temporal persistence of LULC through pattern metrics. The method contributes a technique for analyzing the landscape ecology of sites as a function of their stability/dynamics within a scale-explicit context, and contributes to the growing body of work on relating scale, pattern, and process.     

经济发达地区影响土地生态质量的关键景观格局因子研究——以江苏省昆山市为例

基于景观生态学的土地生态规划是提升土地生态质量、改善区域生态环境的重要途径,其中关键景观格局因子是土地生态规划的重要基础。论文选取长三角地区经济发达的昆山市作为研究区,以土地生态质量评价所得综合指数为基础,选取14个景观格局指数,通过关联分析测度方法确定两者的相关系数,分别在镇域和不同用地结构的典型代表村探讨影响土地生态质量的关键景观格局因子。结果表明：1）镇域尺度上,土地生态质量与最大斑块指数（LPI）、面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著负相关,与香农多样性（SHDI）、平均形状指数（MSI）呈显著正相关;2）不同用地结构类型区影响土地生态质量的关键景观格局因子差异较大,其中建设用地集中区与斑块密度（PD）、边界密度（ED）呈显著正相关,与聚集度指数（AI）、蔓延度指数（CONTAG）呈显著负相关,生态用地集中区与斑块面积（TA）和面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著正相关,农用地集中区与最大斑块指数（LPI）显著负相关,与分离度指数（SPLIT）和多样性指数（SHDI）呈显著正相关;3）对研究区土地生态规划景观设计时,首先要宏观把握景观的优势类型,注重各景观类型的均衡分布,增加景观复杂度,其次关注不同用地结构类型区的关键景观格局因子,其中建设用地集中区应适当维持景观的破碎度和离散性,生态用地集中区应最大限度保证生态用地面积和优势类型,农用地集中区应当维持其景观类型的多样性以及分布的均衡性。     

鲁东山区流域景观格局与面源污染关联关系

基于实地监测和3S技术,以鲁东低山丘陵地区栖霞市为研究区,采用Spearman相关、非约束性PCA、对应典范分析（CCA）等方法,研究不同流域尺度下景观格局与面源污染的关联关系。结果表明：（1）研究区景观格局空间分异明显,在特征尺度下农用地和建设用地斑块较为破碎,林地、园地斑块聚集性强。（2）研究区河流面源污染物主要以TN为主,EC、COD污染次之,主河道出水口为污染较为严重的区域。（3）景观格局对水质的影响丰水期要大于平水期,TN和EC对土地利用类型面积比例和景观格局指数的变化最为敏感。（4）平水期河岸带尺度下景观格局对TN影响最大的为斑块密度,EC受景观边缘密度影响最大,小流域尺度TN受景观蔓延度影响最大,COD与景观多样性关系密切;丰水期河岸带尺度景观多样性对TN影响最大,EC受斑块聚合度影响最大,小流域尺度影响TN最大的因素与平水期一致,EC与景观蔓延度关系密切。（5）小流域景观类型水平下,TN主要受林地斑块密度影响,TP与耕地散布与并列指数关系密切;丰水期TN受林地散布与并列指数影响显著,TP对林地平均分维数变化敏感,EC受草地聚集性影响最大。本文分析了研究区景观格局与面源污染空间分布特征,探讨了两者在不同尺度下的相关性,可为栖霞市水土资源可持续利用提供科学依据。     

长江口湿地景观镶嵌结构演变的数量特征与分形分析

鉴于国内湿地研究对象大多为块状湿地。而对狭长形湿地鲜有研究，本文利用1990年和2003年遥感影像作为基本信息源。在GIS技术支持下。选取长江口狭长湿地，建立长江口湿地植被空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、景观多样性和优势度等指标，研究区域景观的数量特征动态变化；运用分形理论建立各种景观类型形态的分形结构模型，以分维数为依据分析各种景观形态的复杂性；探讨控制和影响区域景观格局的主要因素。结果显示，1990—2003年期间，在自然与人为双重因素作用下该地区的湿地景观发生了显著变化，景观趋于破碎化。植物群落的演替由于人为的原因加速，一些地区景观呈自然变化趋势。一些地区由于围垦的原因。人为扰动大。呈现衰退趋势。     

流域景观格局对大型底栖动物群落结构的影响研究——以太子河山区段为例

为研究太子河山区段大型底栖动物群落结构与陆地景观因子之间的相互关系,以水生态调查和遥感解译数据为基础,采用主成分分析和回归分析的方法分析了景观格局指数与大型底栖动物群落结构指数的关系,结果表明:大型底栖动物的物种数、EPT科级分类单元数(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目)和ASPT指数与景观聚集度指数、最大斑块指数、连通度指数呈显著正相关,与景观香农多样性指数、分离度指数、景观形状指数呈显著负相关。研究结果反映了流域景观斑块的破碎化和人为干扰会对底栖动物群落结构产生负面影响,可以指导以保护河流大型底栖动物群落为目标的流域景观格局优化。     

汾河流域景观破碎化时空演变特征

以1990年、2000年、2015年遥感影像解译数据为基础,利用Fragstats 4.2软件分别采取标准法和移动窗口法获取最佳分析尺度;在此基础上探索各景观指数空间分异特征,揭示流域景观破碎化时空演变过程;采用空间自回归模型分析景观破碎化的影响因子。结果表明：随着粒度和幅度的改变,部分景观指数呈现一定规律性,90 m栅格大小、900 m方形窗口尺寸为研究区最佳分析尺度;斑块密度、蔓延度、有效网格大小、香农多样性指数在三个时期均存在空间集聚效应,且空间集聚类型分布形态具有较强的相似性;1990-2015年汾河流域景观破碎化空间分布格局发生明显变化,破碎化集聚区域呈现碎斑化;坡度、高程、距建设用地距离是影响三个时期流域景观破碎化的主要影响因素。     

无锡市景观指数的粒度效应研究

论文以无锡市2010年TM遥感影像数据为基础,构建了基于自然地理和人为干扰两类因素的因子加权叠加模型,以此获取研究区的生态贡献等级斑块,运用ArcGIS 10.0,Fragstats 4.0和CS 2.2软件计算并探讨了快速城市化平原地区不同景观指数随粒度增粗的变化特征及其适宜的研究尺度域.结果表明,随粒度变粗,景观指数受空间粒度的影响显著,存在特定的粒度范围.其中,类型水平,景观水平以及景观连接度指数的尺度域不完全相同,粒度分别为2~30,2~10和2~7个栅格单元,研究区尺度域以2~7个栅格单元即60~210 m为宜;景观连接度指数得到的尺度域更精准,粒度依赖性更明显,适宜于粒度效应研究,但是不同景观连接度指数对粒度变化的敏感程度不同.     

独流减河流域绿色基础设施空间格局与景观连通性分析的尺度效应

尺度效应是景观生态学研究的核心问题之一,是正确理解和感知景观格局与生态过程相互作用及其动态变化特征的基础.针对GI（绿色基础设施）进行空间格局与景观连通性分析具有强烈的尺度依赖性的问题,以天津市独流减河流域为例,利用ArcGIS 10.1、ENVI 5.3和eCognition 8.9软件进行面向对象土地利用分类,基于MSPA（形态学空间格局分析）方法和景观连通性分析方法,借助GuidosToolbox 2.6和Conefor 2.6软件,通过设置不同的粒度、边缘宽度和扩散距离,对2016年研究区GI的粒度效应、边缘效应和距离效应进行定量分析和评价.结果表明:①MSP（形态学空间格局）类型具有明显的粒度效应和边缘效应,较小的粒度和边缘宽度会得到更为详细的空间格局信息.②粒度效应改变GI像元的空间分布,会导致GI空间信息的丢失或增加,直接影响MSP类型的空间配置和量化关系;而边缘效应不会改变GI像元的空间分布,使得GI空间信息不发生改变,但对MSP类型的影响更为显著.③景观连通性与扩散距离具有直接关系,扩散距离越大,GI核心区景观连通性越高,当扩散距离增至一定程度时,所有核心区会连接成一个网络整体,景观连通性达到最大,研究区GI核心区的扩散距离关键值在2.5~4.5 km之间.研究显示,独流减河流域GI要素尺度效应明显但机理不同,基于MSPA和景观连通性分析方法能够更加直观地反映各景观类型和网络组分的空间变化特征和数值变化规律.      

岩溶山区城镇化进程的土地利用景观格局演变特征——以贵阳市为例

基于多期贵阳市土地利用现状数据,运用景观生态学原理系统研究了城镇化进程中贵阳市景观格局时空演变特征。结果表明,城镇化进程中建设用地景观面积持续增加,耕地、林地和草地景观面积减少。城市建设用地景观早期集中于贵阳市中部,其它呈零星点状分布;中期以南部和西北部为主,逐渐由零星点状向带状发展;后期由带状向四周拓展的区位演变特征。城镇化进程中景观蔓延度和景观形状呈下降趋势,斑块数和破碎度增加,景观形状趋于规则;景观多样性和均匀度随城镇化推进有所上升,景观异质性增强。景观格局变化受控于国家政策、城市发展理念与规划调整。     

人类活动对北京东灵山地区景观格局影响分析

干扰改变景观格局,同时又受景观格局的影响,干扰是景观异质性的一个主要来源。应用ＩＬＷＩＳ地理信息系统,以１∶２００００植被图为基础,结合野外考察,分析了北京东灵山地区森林景观空间格局,采用缓冲区分析方法,研究了人类活动对该地区森林景观格局的影响。研究结果表明,在东灵山地区,人类活动的强弱与景观的破碎化表现出一定的相关性。人类作用强的地区斑块面积较小,作用弱的地区斑块面积较大,人类的活动对该地区的景观破碎化产生了明显的影响。随着距所选择的干扰区的远近,几个景观多样性指数没有表现出有规律的大小变化。虽然该地区人类活动有愈来愈强的趋势,但目前决定该地区景观空间格局的因子主要还是自然要素,人类活动虽然也对该区的景观格局产生了一定的影响,但还不是决定因素     

科尔沁沙地农牧交错区景观持续性研究

科尔沁沙地农牧交错区景观持续性的分析表明,在不同时间尺度上,景观多样性的持续性增加1.038(±0.033),而景观优势度持续性下降0.873(±0.112),说明在1958年固定沙丘地占主导地位的景观逐渐演化成流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和农田相间分布、平分秋色的景观。在农牧业生产活动的影响下,景观格局的持续性在空间形状的变化上趋向复杂(景观分维数持续性为1.008),而其相邻性下降(景观修改分维数0.953)。斑块尺度上,不同时间尺度的分析显示,流动沙丘和半固定沙丘斑块面积持续性增加,而固定沙丘和农田斑块面积持续减少;从斑块格局的持续性来看,半固定沙丘地空间格局的持续性呈增加的趋势最明显,为1.038(±0.087),固定沙丘地空间格局的持续性呈减少的趋势最明显,为0.806(±0.032);40年来科尔沁沙地的农牧交错活动对斑块修改分维数的持续性影响是一致的,呈下降的趋势,说明该过程减少了景观中斑块间的相邻性。     

基于地理学视角的快速城市化地区空间冲突测度——以长株潭城市群地区为例

空间冲突是源于空间资源的稀缺性和空间功能外溢性的一种客观地理现象,是在人地关系作用过程中伴随空间资源竞争而产生的空间资源分配过程中的对立现象。地理学视角下空间冲突的基本指向在于不同类型的地理空间在结构比例、空间组合以及相互转化过程中的不协调。基于此,论文借鉴景观生态指数理论与方法,构建空间类型冲突指数(STC)、空间格局冲突指数(SSC) 以及空间过程冲突指数(SPC),并明确其内涵及计算方法,并选择长株潭城市群进行实证区测度与验证,实证分析结论与实际情况吻合,进一步说明了空间冲突指数构建的科学性及其地理学意义。     

基于最佳分析粒度的大辽河流域湿地景观格局分析

湿地景观格局分析是湿地生态和全球变化研究领域的热点,最佳分析粒度是景观格局分析准确性的关键指标.定性与定量相结合,综合利用景观指数粒度效应分析和信息损失评价,确定了大辽河流域湿地景观格局的最佳分析粒度为60m.在该粒度下,选取反映空间组成和空间构型的指数,进行湿地景观格局分析.结果表明:①大辽河流域湿地景观主体为水田、...     

旅游社区居民感知景观变化及空间结构——以丽江市束河古镇为例

景观变化是国内外地理学界的研究热点之一,但现有研究方法对景观变化所带来社会效应的解释能力还相对欠缺。论文以丽江市束河古镇为案例地,采用了一种地理分析与社会调查分析相结合的混合研究方法,通过PPGIS和半结构访谈进行调查,共获得300套访谈问卷与填图以及景观变化感知空间点数据1 614个,基于质性分析和空间分析揭示案例地居民复杂感知内容及其空间特征。文章主要探讨了在社区景观快速变化的背景下,居民感知的景观变化类型、空间格局以及感知景观变化与实际物质景观变化之间的联系。结果显示：1）通过访谈调查获得的感知景观变化内容复杂,但存在环境变化、农田房屋利用变化、生活空间变化、经济变化的主体结构;2）感知景观变化在空间分布上呈斑状或带状分布,与社区主要景观节点、居住空间、生产和生活资源的分布位置相关联;3）土地利用方式变化和利用形态变化对感知变化的影响同等重要,利用方式改变所承载的社会构成变化为解释景观变化社会效应提供了依据。     

三峡建坝前后洞庭湖区湿地景观格局变化

根据洞庭湖区1987—2008 年的6 期遥感影像数据资料,利用景观格局指数及转移矩阵模型等方法重点分析了三峡工程建坝前后洞庭湖区湿地景观格局的变化特征,以及对洞庭湖区湿地演变的主要影响。结果表明：①整体景观破碎化程度增大,景观异质性减小,景观形状趋于复杂化;②水体的破碎化程度增加,斑块间的结合度降低;泥沙滩地的破碎化程度先加大后降低,最大斑块面积有所增大;苔草滩地和芦苇滩地的破碎化程度先后经历了增大→减小→增大的过程;防护林滩地的破碎化程度由减小到增大到再增大;耕地（水田、旱地）破碎化程度在逐渐增大;建设用地斑块数增加最多;林地的结构相对稳定;③三峡工程运行使洞庭湖区湿地的水沙和泥沙淤积发生变化,导致湿地呈正向演替,自然湿地面积减少。     

流域景观格局对土壤保持服务的影响

以子流域为空间单元,应用生态系统服务和交易的综合评估模型（InVEST）进行土壤保持服务评估,并借助景观指数计算软件（FRAGSTATS）表征景观格局特征,综合运用空间自相关探讨土壤保持量与景观格局指数的空间关联关系,同时从景观格局角度出发,开展土壤保持量与景观格局指数的空间回归分析.结果表明：2014年土壤保持服务较高的子流域具有景观类型组成相对单一、景观各类型间非均匀分布、存在优势斑块、景观分离度低的格局特征; 2014年甘肃白龙江14个子流域表现出土壤保持服务与景观格局显著的空间相关关系,占子流域总数量的37.84%;模型对比方面,空间滞后模型（SLM）优于非空间线性模型（OLS）,表明甘肃白龙江各子流域的土壤保持量在空间上具有实质性的空间依赖.景观类型多样性及其均匀程度是影响甘肃白龙江子流域土壤保持量的重要景观指标.     

Fractal properties of patch perimeters in a disturbed montane landscape, Beijing, China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｓｃａｐｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｍｐａｃｔｓｏｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｅｈｉｇｈｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄｔｏｐｉｃｓｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｂｉｏｌｏｇｉ...     

库布齐沙漠典型地区景观变化研究

Spatial pattern analysis is the core component in landscape ecology research. We analyzed the landscape pattern and dynamic process of the Kubuqi Desert by using a typical region as a study area. This study area includes four towns: ShuLinZhao, WangAiZhao, BaiNiJing and JiGeSiTai. The area of cropland, fixed sand dune, woodland, residential area and wetland increased and centralized gradually, while the area of semi-fixed sand dune, drifting sand dune, meadow and washland decreased and dispersed gradually from 1987 to 2003. On the landscape level, the patch shape tended to be regular, and the landscape pattern tended to be simple, causing the fragmentation degree, heterogeneity and diversity of the landscape to decrease. Fixed sand dune, Semi-fixed sand dune, drifting sand dune, meadow and river flood plains were the five main export classes, and residential area, cropland and wetland were the three main import classes. The classes that had a relatively large total area and large average patch area had a smaller extent of gravity center migration, whereas the classes with small total area and small average patch area had a larger extent of gravity center migration; this is because the small patches are easily influenced by human activities or natural factors. In addition, the desertification area and desertification degree reduced gradually in the study area during the period from 1987 to 2003.     

东莞市景观生态演化特征的分析

利用多时相遥感手段,对东莞市的景观演化特征进行了回顾性分析,重点研究不同景观要素从1986～1994年的变化情况,探讨景观结构和功能变化与东莞市社会经济发展之间的对应关系。研究表明,高强度土地资源开发利用是东莞市景观变化的直接驱动因素,生物过程在景观动态变化过程中,居于次要地位;景观演化的基本格局是城市要素迅速膨胀,农业和自然要素则不断减少;由于缺乏必要的景观结构和功能的相互适应设计,在东莞市景观演化过程中,存在一些潜在的生态问题。初步探讨了东莞市景观生态保护的基本途径