基于GIS的市域景观格局定量分析与优化

以长沙市为例,结合长沙市2000年4月份LandsatTM影像和1:250000地理信息矢量数据库,借助Arc/view和Arc/Info软件,对其景观进行分类,并形成景观分类图,一级分类6个类型,在此基础之上进行二级分类,共分为15种景观类型.并用景观格局分析软件FRAGSTATS软件计算了各类景观参数,并从斑块、类型和景观3个水平上,计算了相应的参数和景观指数,定量的揭示了整个景观格局与类型特征.研究结果表明,分布面积占研究区总而积达46.8707%的有林地景观其连接性、完整性比其他景观类型好,是研究区的基质,但斑块和景观的空间形状较为复杂,表现出强烈的干扰特征.水田的斑块数量最多,受人为活动影响强烈.天然草地,改良草地,滩涂表现出萎缩特征.从各类用地的空间组合来看,除了城镇相对集中的城区等几个地方外,农村居民点多为耕地和林地景观所隔开,各城镇和农村居民点由道路或水系连接.定量分析城市景观的空间格局,将有助于深入研究景观格局的形成机制和理解城市景观的格局与过程.在此基础上初步探讨了基于景观格局优化的城市生态系统的内部空间布局.研究结果对长沙市景观生态规划有指导意义.     

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。     

城市热力景观格局季节变化特征分析及其应用

热岛效应是城市发展过程中所产生的特有的环境问题,已经成为一种城市环境公害,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。热力景观是分析城市热岛空间格局的一种新方法。以厦门为研究对象,利用2002年1、2、3、8、12月的Landsat ETM＋影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景观格局指数分析厦门城市热力景观格局的季节变化特征。结果表明：厦门城市热岛在夏季（8月）最强,春秋次之,冬季（1月）最弱。该变化特征是城市地表吸收太阳辐射和人为废热排放随季节变化的共同结果。应用该方法对2002年厦门热污染源进行调查,发现当年共有热污染源26个,其中工业热污染源18个。该研究可为环保、能源等部门乃至于整个城市的规划管理提供有力的决策依据。     

森林景观格局研究中的尺度效应

以TM影像和野外调查为数据源,以3S技术为研究手段,从研究区域不同的取样尺度入手,分析了尺度变化对区域景观格局研究的影响.结果表明,研究区景观斑块的数量、最大斑块面积与取样面积之间关系密切.取样面积对景观格局的影响分析显示,在取样面积为研究区面积的70%时,景观多样性最高,平均多样性指数为1.854.当取样面积小于总面积的69%时,景观优势度指数呈增加的趋势.图4表2参16     

唐家河自然保护区植被景观梯度变化及其成因

以ETM 影像数据为基础,利用景观分析软件Fragstats对唐家河自然保护区植被景观分别从东西、南北、西北至东南3个方向进行空间梯度分析.结果表明,沿东西方向,景观多样性呈现"升-降-升"的波动变化趋势,破碎化程度与复杂度降低;沿北南方向,景观多样性、复杂度以及连接度逐渐下降,但破碎度增加,形状趋于复杂;沿西北至东南方向,景观多样性与复杂度均表现出"降-升-降-升"的波动变化趋势;在西北部至中部斑块邻近度相对较高,变化较为明显;而东南部相对较低,变化幅度小.唐家河自然保护区所处的自然条件是其景观格局梯度变化形成的主要原因和先决条件,植物群落的空间格局明显受水文地貌特征的控制.     

城市景观空间格局变化的研究方法及实例

航空遥感技术的应用和地理信息系统(GIS)的建立,给城市景观格局的研究带来了新的方法。系统论和信息论中的许多新思想被大胆地引入了景观空间格局的研究。本文以沈阳西郊为例,利用航空像片为原始资料,采用嵌块体的数目和面积大小;景观的异质性;嵌块体的转移矩阵三个指标,讨论了30年来沈阳西郊观格局的显著变化。人类建设活动的干扰作用对景观格局的演化起了决定性作用。本文提出的土地利用城市化指数是景观空间分析的有用指标。     

西南岩溶山区景观生态特征与景观生态建设

探讨了西南岩溶山区景观生态结构与功能以及景观生态过程的不同于其他区域的基本特征，尝试从景观角度认识西南岩溶区生态空间特性与演化过程。受地质地貌和土地利用的影响。西南岩溶山区景观基质脆弱、景观格局分异明显，具破碎化与景观结构粗粒化、景观动态变化范围大且速度快、整体退化明显的特点，以石漠化为特征的景观演化削弱了岩溶生态系统的生态服务功能。岩溶山区的景观生态建设须充分认识岩溶山区资源环境优势，充分利用当地的适生植物资源，协调生态效应和水文效应，促进水土资源的有效保持向高效利用发展，形成新的高效、和谐的人工自然景观。今后应把景观格局与生态过程结合起来、与人文因子和地学背景结合起来，加强小尺度的景观变化研究。     

城市景观生态分类——以深圳市为例

从我国传统城市景观分类出发，在分析城市景观生态特征的基础上，指出理想的城市景观生态分类应当从人地关系出发，充分反映景观中的人类活动方式、人类活动对景观的“干扰”程度以及景观的抗“干扰”能力，并以此为依据，在理论和实践(以深圳为例)上提出了新的分类办法。     

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。     

河南省黄泛区农业景观格局动态及驱动因素

以1987年和2002年TM影像及1997年河南省土地利用现状图为主要数据源,采用斑块密度、景观多样性指数、破碎化指数、优势度和分布质心5个景观格局指数定量分析近20 a来河南省黄泛区农业景观格局动态变化及其驱动因子.结果表明,1987-2002年河南省黄泛区农业景观动态变化显著,各景观类型面积、斑块数量和斑块密度都发生了较大变化.水浇地、旱地和建设用地景观类型面积增加,是该地区占优势的景观类型,2002年占全区总面积比例为83.51%.该区人类活动强度较大,景观多样性和破碎化指数增大,优势度减小,说明各景观类型所占面积比例差异正在缩小,区域整体景观破碎化程度仍在增加.农业发展、人口增长、经济发展、人民生活水平提高和城镇化进程加速等是该区农业景观格局变化的主要驱动因素.     

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.     

北京城市发展新区土地利用景观格局分析

以北京南部城市发展新区典型代表———房山、大兴、通州3处作为研究区,运用马尔科夫转移矩阵和景观格局指数的方法,进行土地利用变化和景观格局分析。通过对2001—2006年、2006—2011年两个时段的对比分析,发现2001—2006年研究区存在草地、林地、耕地等非建设用地类型面积下降,建设用地面积上升的趋势,且2006—2011年该趋势更加明显。结果表明研究区自然景观向人文景观变革迅速,并面临着后备土地资源不足等问题,亟需调整土地利用方式并优化景观系统空间格局。     

Land-use dynamics and landscape pattern change in a coastal gulf region,southeast China

This study quantitatively analyzed spatiotemporal changes in land use and landscape pattern in a coastal gulf region of southeast China by comparing classified satellite images from 1988, 2002, and 2007, using a geographic information system (GIS), remote sensing (RS), and landscape pattern metrics. The results show an increase in cropland, built-up area, and aquaculture area and a decrease in orchards, woodland, and beach area during 1988–2007. Over the study period, 64.3% of newly-expanded cropland was from woodland; newly-expanded built-up area of 34.8, 27.2, and 20.4% was converted from cropland, woodland, and beach areas, respectively; and newly-expanded aquaculture increased by 45.1 and 29.4% from beach and water body areas, respectively. Trend analysis of landscape pattern metrics demonstrates fragmentation of the landscape, with landscape pattern structure becoming more complex over the last two decades in the Louyuan Gulf region. Urbanization and policy developed to transfer beach/seawater areas into built-up area/aquaculture are the two main driving forces contributing to dynamic changes in land use and landscape pattern in the last two decades in Louyuan.     

人类活动对上海市生物多样性空间格局的影响

为了揭示人类活动对城市化地区生物多样性空间格局的影响及其景观生态学机制,文章将上海市作为研究对象,选择3个人类活动指标、3个主要类型生态系统的4个景观特征指标与8个生物多样性指标,探讨人类活动强度、野生动植物生境景观特征及生物多样性三者之间的相互关系。结果显示,人口增长和城市扩张对上海市生物多样性的空间格局产生了显著影响。在上海地区,人口密度较高、交通较为发达的区域,湿地和农田的景观连续性较低,生物多样性也较低,外来入侵物种丰度较高。这表明在快速城市化过程中,人类活动通过改变野生动植物栖息地景观质量来对区域生物多样性产生影响。本研究还显示,经济发展并非一定对生物多样性具有负面影响。因此,在保持经济发展的同时,通过优化产业结构与加强生物多样性管理,可实现对生物多样性有效保护。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

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.     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用G IS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化,探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50 a来居民地面积和数目激增,居民地斑块面积、聚集度增大,表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中,居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张,两者邻接比例呈上升趋势,两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同,主要分布在早期的耕地新增区,1954—2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增,各居民地之间的距离亦呈缩短趋势,但居民地最近邻点指数表明,近50 a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布,农垦经济仍占主导地位,人为规划比城镇发达地区薄弱。