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.     

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.     

典型流域土地利用/覆被变化及对水质的影响--以太湖上游浙江西苕溪流域为例

利用1985、1995和20D0年的TM数据及水质资料，运用GIS和水质指数法研究西苔溪流域的土地利用／覆被变化及其水环境效应。结果表明：流域内耕地不断减少，建设用地持续扩大，林地前期减少后期缓慢增加；林地和耕地是流域内的主要土地利用类型，二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92％以上；空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现，建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大，饼地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势，在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降，其中，1996-2000年，研究河段内水质指数下降幅度达30％左右；只治理点污染源仅使水质指数增加6．5％左右，表明影响水质的主要因素是土地利用变化导致的面源污染。     

杭州湾南岸城乡建设用地时空演化特征分析

城乡建设用地的大量增加是现代土地利用的主要特征。基于2005、2010、2015年的3期土地利用数据，结合GIS空间可视化分析方法与土地利用结构模型、动态度模型、景观模型，研究杭州湾南岸地区城乡建设用地的时空演化特征。结果表明：（1）城乡建设用地是杭州湾南岸所有用地类型中面积增加最多且增长比例最快的土地类型，但增速有减缓趋势。（2）建制镇建设用地增长速度最快，水利公共设施和独立工矿用地面积有减少趋势；建制镇建设用地与交通用地土地动态度最大，村庄和水利公共设施动态度最低。（3）建设用地构成表现为建制镇>村庄>城市>交通用地>水利及公共设施>独立工矿用地，其整体均衡性下降，建制镇的主导性逐渐显现。（4）建设用地空间分布呈一极核一带状，分布零散，并逐渐向北扩张。（5）2010年以前建设用地呈现出细粒分散发展特征，2010年以后则向粗粒发展，景观异质性减弱。 关键词： 建设用地；时空特征；景观格局；杭州湾     

1991－2001年南昌市土地利用/覆被变化特征研究

土地利用/覆被变化是区域变化的重要组成部分，是短时期内人类活动对自然环境改造的显著表现形式。南昌市地处京广线和沿海地区之间，属于经济欠发达地区的省会城市。近年来，社会经济发展迅速，城镇化进程明显加快，土地利用变化显著。文章利用1991—2001年南昌市土地详查和变更数据，分析南昌市土地利用/覆被变化特征，其基本结论有： （1）土地利用类型构成以耕地、水域和林地为主；（2）建设用地增幅显著，而耕地数量则呈下降态势，土地利用结构的变化与城镇的发展密切相关；（3）从土地利用程度看，不论是单项指标指数还是综合指数，南昌市均高于全国平均水平；（4）从时间序列看，南昌市土地利用/覆被的多样性指数和均匀度指数逐渐增大，而优势度指数逐渐减小，指数变化的趋势还表现为前一时期（1991—1996年）比后一时期（1996—2001年）要大，这表明土地利用/覆被的破碎化程度持续加强，但后期的加强程度呈弱化趋势。     

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     

城镇景观格局对区域碳排放影响及其差别化管控研究

建设低碳城市作为可持续发展的重要议题在国内外受到广泛关注,开展城镇景观格局对区域CO_2排放影响及其差别化管制研究对建设低碳城市尤为重要。当前我国缺乏完整的、可信度高的CO_2排放基础数据,地级市尺度上的CO_2排放时空特征及其驱动机制研究非常匮乏。论文基于CHRED数据库的2005年和2012年全国281个地级市CO_2排放数据,结合相应年度的土地利用覆被数据,分析全国及区域(东部、中部、西部)城镇景观格局及其CO_2排放的区域特征,从结构(城镇用地比例)和布局(斑块密度、最大斑块指数、平均最近距离)两方面,实证检验城镇景观格局对区域CO_2排放的影响,最后提出基于碳减排的区域差别化管制政策。研究表明:(1)城镇用地占比、斑块密度、集聚性在空间上呈现出"东高西低"的特征;除了西部地区的集聚性呈缩小趋势外,其他指标均呈现出扩大趋势。(2)西部地区城镇用地占比与地均CO_2排放呈正相关性;中部地区城镇用地平均最近距离与地均CO_2排放呈负相关性;东部、中部地区最大斑块指数与地均CO_2排放呈正相关性。不同区域的城镇景观格局对CO_2排放的影响机制不同,因而应当对城市发展实施差别化管控:东部地区应采取"多核心"的城市发展策略以降低区域CO_2排放水平;中部地区在采用"多核心"的发展策略的同时要兼顾集聚性,发挥其集聚效应;西部地区要显化其全国的生态屏障功能,更加严格地控制建设用地面积,避免城市无序扩张。     

城市主要功能用地景观格局的演变特征——以江苏省淮安市为例

基于GIS平台，提取了淮安市主城区城市用地的矢量数据，借助Fragstats3.3软件，计算了主要功能用地的景观格局指数，并对城市功能用地景观格局演变的特征进行了分析。研究表明：自1982年以来，城市功能用地斑块数量增多，斑块面积逐渐增大，面积差异不断缩小，用地斑块空间聚集程度渐渐上升，连通性水平逐步提高，功能用地斑块的形状特征与规整性变化明显；居住用地呈现出大分散、小集中的空间格局特征，斑块面积由小变大，斑块之间距离增大，密度降低，用地斑块的规整性与形态变化较大；工业用地由分散布局逐渐趋向于集中，斑块面积规模由小变大，完整性与集聚程度不断提高，相互连通性明显增强，斑块形态复杂性低；城市公共设施用地表现出大分散、小集中特点，用地斑块面积由大变小，面积差异较大，斑块形态与规整性变化明显     

土地整治驱动下土地利用和景观格局变化研究——以上海市合庆镇为例

基于上海市合庆镇土地整治项目,通过土地利用指数、空间自相关性以及景观格局指数的分析:(1)土地整治带来的区域土地利用变化情况;(2)验证土地整治是否能起到土地集聚的作用;(3)使用景观格局指数分析土地利用空间配置关系。结果表明,整治后的项目区内建设用地明显减少,耕地数量明显增加,并且土地利用程度综合指数等土地利用指数同土地整治活动之间存在相关性。使用全局空间自相关分析方法能够很好地验证土地整治活动对土地产生的集聚效应,并且在5~10m的格网尺度下采用土地利用程度修正模型能很好地反映建设用地和耕地的局部集聚效应。此外,区域由以农业活动和非农业活动并存转向以农业活动为主,"斑块-廊道-基质"的景观结构变化显著。     

RS与GIS支持下的南京市景观格局动态变化研究

利用1986、1994、2000年的TM图像和2000年的土地利用现状图,运用GIS和核心景观指数研究南京市自1986年以来景观格局的动态演变规律。结果表明：南京市在快速城市化的过程中,城市景观结构的变化主要表现为耕地、绿地、水体和未利用地等自然或半自然景观向城市、农村居民地、工矿用地以及交通用地等人文景观转变;景观的多样性增加,斑块的平均面积增大,分离度、破碎度和孔隙度减小,城市的开发趋向有序化、规模化;但由于人类活动作用方式或作用程度的不同,不同的景观类型在同一时间段,或者同一景观类型在不同的时间内空间格局的转变模式不同,1986~1994年城市扩展的速度很快,开发比较混乱,城市、农村居民地和交通用地等人文景观的面积大幅增加,耕地、绿地和未利用地的面积大量减少,斑块分布不均匀,空隙度增加,1994~2000年城市扩展的速度减慢,开发趋向有序化,除耕地外,其他景观类型的分离度、破碎度和孔隙度减小,空间分布趋向均匀。     

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。     

近30年来江苏省农村居民点时空格局演变及集约利用变化

基于江苏省6个时点的土地利用动态监测数据，分别从土地利用动态度、核密度估计、景观格局指数等空间探索性分析以及集约利用评价出发，对江苏省1987～2015年农村居民点时空格局动态演变进行分析。结果显示：(1）江苏省各市农村居民点用地从1987～2015年处于不断的扩张中，并呈波动增长态势，而居民点用地规模变化速度以苏中和苏南地区最快。(2）从农村居民点用地变动的转入和转出来看，1987～2015年农村居民点用地转入58.63万hm2，其中84.79%来源于耕地，占用耕地的比例表现为苏北>苏南>苏中；农村居民点用地转出28.36万hm ²，其中54.26%转变为城镇用地和40.88%复垦为耕地，苏北以复垦为耕地为主，苏中和苏南以转为城镇用地为主。(3）从农村居民点空间分布来看，核密度空间分异明显，呈“多核心”集聚分布，整体呈现“西密东疏”的空间格局特征，另外近30年江苏省农村居民点平均斑块面积呈增长趋势，且斑块形状越发规则，居民点聚集指数呈上升趋势。(4）从集约利用评价结果来看，农村居民点集约利用级别表现为：苏南>苏中>苏北，呈“由高到低”的集约利用梯度。总体来看，近30年来江苏省农村居民点空间格局演变趋于规则和集聚，集约利用程度区域差异明显。应根据居民点布局区域特点及集约利用差异，在推进宅基地“三权分置”和村庄空间规划的基础上，优化土地资源空间配置，提高宅基地利用效率，促进城乡融合发展和乡村振兴。     

三峡库区腹地规模农地空间分布规律

山区农业转型对于我国山区耕地可持续利用效率、土地整治方向以及生态建设方向具有一定的指导意义,渝东北生态涵养发展区是重庆市农用地整治项目的主要分区,通过定义作为农业转型产物的"规模农地"相关概念及其判读标准,旨在提出一种新的研究路径对重庆市典型山区地貌的耕地利用现状给予指导和改善意见。首先选取三峡库区腹地5个区县为研究区,并结合研究区实际对"规模农地"进行等级划分,利用Arc GIS10.2等软件通过景观格局指数、核密度测算、空间自相关等方法从斑块特征、数量分布、空间格局三方面对研究区内规模农地的空间分布规律进行探讨。研究表明:(1)不同类型规模农地斑块特征呈现一定的规律性,小规模农地斑块密度最大为6.004,大规模农地平均最近指数MNN值最低为643.401,且农地规模越大,面积加权平均斑块分维数AWMPFD值和聚集度AI值越高;(2)中、大规模农地数量多集中在奉节县,微、小规模则多集中在巫山县,且规模农地自身及其相互之间存在固定的邻接性规律,即同类斑块之间的邻接性与其斑块大小成反比,不同类型斑块之间则与之相反;(3)研究区规模农地整体空间分布主要集中在奉节县中部以及巫溪县东部,沿江流域的平坝地区分布相对密集,且不同类型规模农地在空间上存在明显的自相关性。     

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.     

三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

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。     

基于遥感的巢湖流域景观格局变化研究

以1989年、1999年、2009年3期6景LandsatTM/ETM遥感影像为数据源,采用分层分类、监督分类与人工目视纠错相结合的方法对巢湖流域土地利用景观类型信息进行分层提取,运用Fragstats软件分析流域内20 a间的景观格局变化,并研究其变化规律特征。结果表明：（1）巢湖流域1989~2009年建设用地增加38 380 hm2,动态度高达18％,耕地面积减少34 230 hm2,水体面积相对稳定,常绿林地增加40 350 hm2,落叶林地减少6 760 hm2,城镇建设用地的增加主要来源于农田和其他用地类型的转入。（2）近20 a间流域斑块个数(NP)与斑块密度(PD)呈现直线下降,下降率均约为22％,块形状指数(LSI)的下降率更加迅速,〖JP2〗约为28％,最大斑块指数(LPI)则表现出V字变化规律,聚合度指数(AI)呈稳步上升,说明景观变化受人类活动的影响越来越大。（3）从景观类型上看,2009年的斑块个数(NP)和斑块密度(PD)比1989年下降了近1/2,常绿林和其他用地的变化是主要因素;块形状指数(LSI)降低则是受农田和其他用地的影响所致。（4）伴随巢湖流域行政格局改变和经济快速发展,流域土地利用将发生巨大改变。研究成果将是新格局发展的背景记录,为今后巢湖流域社会经济发展规划提供科学的理论支撑