干旱区内陆湖泊流域景观格局变化及其对生态环境的影响

以我国干旱区典型内陆湖泊流域——新疆艾比湖流域为研究区，对其平原区1990--2005年的景观格局动态变化特征进行了研究。结果表明，1990--2005年，研究区农田、湿地及人居地景观的面积增加，其中以农田景观的面积增加量最大；而林地、草地、沙地、戈壁和盐碱地景观的面积呈减少趋势，其中草地、盐碱地和林地景观面积减少较多；各景观类型中以盐碱地、林地、草地和戈壁的转出率较高，而以农田、人居地的转入率较高；研究区景观组份构成没有大的变化，戈壁依然是研究区景观的基质。景观格局变化对区域生态环境的影响主要表现为：农田斑块数量和面积的增加，加大了区域水资源利用压力；林地、草地斑块面积减少，使得平原区绿洲遭受风沙的危害性增大；沙地、戈壁和盐碱地面积减少，使绿洲不同区域生态环境呈现不同变化特征；湿地斑块面积略有增加，对减少艾比湖流域沙尘危害较为有利。     

基于CA-Markov模型的艾比湖流域平原区景观格局动态模拟预测

利用“3S”技术及CA-Markov模型,按照是否实施跨流域调水工程2种预案情况,以2005年为起始时刻,对新疆艾比湖流域平原区2020年景观格局进行模拟预测。结果显示：在调水工程未实施的情况下,2020年研究区的生态环境将进一步恶化,其突出表现为艾比湖湖泊水面将持续萎缩、裸露湖底盐漠面积进一步扩大,水资源短缺及生态环境恶化的结果将严重制约研究区社会经济的发展;在调水工程实施的情况下,2020年研究区内艾比湖湖泊水面将稳定增加至800 km^2以上、裸露湖底盐漠面积相应有所减少,生态环境恶化趋势得到改善,区域水资源短缺问题将有所缓解,可有效地促进研究区内社会经济的发展。     

淮北中湖采煤沉陷区治理前后景观格局变化研究

基于淮北中湖采煤沉陷区2005年、2014年和2018年的遥感影像进行地表景观解译,研究治理前后该区景观格局变化特征及生态效应。结果表明:治理前,该区耕地破碎化加剧、景观优势最大并持续减弱,沉陷积水区水体呈聚集化趋势;治理后,景观基质由耕地变为水体,林地、草地面积显著增加且景观优势上升,人工湖泊水体聚集程度高。区域景观破碎化减弱且中部比西北部破碎化程度低,景观蔓延度较稳定,景观多样性增加,边缘正效应增强,生态环境质量上升。在资源枯竭型矿区城市的生态治理中要合理优化水-陆景观格局,改善生态系统结构,减缓城市发展中的景观破碎化。     

我国县域尺度生态环境质量状况及空间格局分析

利用全国31个省(自治区、直辖市)2008年的县域数据,按照《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T192-2006)的方法和指标,评价了全国县域尺度的生态环境质量状况,分析县域生态环境质量的空间分布格局。结果表明,我国县域生态环境质量以"良"和"一般"为主,占国土面积的72%;东部地区县域生态环境质量好于中西部地区,中部地区县域生态环境质量以"良"为主,西部地区则以"一般"为主;在空间分布格局上,各生态环境质量类型受气候、大的地形地貌影响明显,与重要的气候分界线、山脉分布具有很好的相关性。     

中国区域生态系统生产能力指数变化原因分析

决定中国区域生态系统生产能力指数的影响因子主要有两类:一是下垫面的影响,山区、丘陵的生产能力高于平原区,在具备生产能力的土地生态类型中,林地生产能力最高,耕地次之,草地最低;二是气候因子的影响,季风气候决定了我国生态系统生产能力的空间分布.呈现西北-东南逐级递增的趋势,造成这种空间分布的主要因素是季风气候造成的降水空间分布.同时,温度也在一定程度上影响了我国生态系统的生产能力,尤其是东部地区.降水对生态系统生产能力的影响强度较温度大.     

金坛区景观格局时空变化及驱动力分析

基于2010—2015年江苏省常州市金坛区高分辨率遥感影像,综合分析了生态系统空间分布格局及其演变特征,初步揭示了生态系统的驱动力及其对生态系统格局变化的影响。结果表明,金坛区生态系统类型主要由农田、湿地、城镇构成,3者合占总面积的87. 8%; 2010年以来,金坛加快实施城市"东扩南移"战略,原有农田不断被蚕食,生态系统的聚集度、边界密度有所上升,城镇更加连片分布,城镇面积已接近2020年18 604. 7 hm~2的建设红线。     

黄土高原沟壑区土地景观空间格局遥感分析

应用遥感图像采集信息，在ＧＩＳ支持下，建立空间信息库，进行嵌块大小、分维数、形状指数、优势度、多样性、相对丰富度、破碎度等指标计算，研究了黄土高原沟壑区淳化县泥河沟流域土地景观空间格局特征。结果表明，本区域景观类型比较简单，景观多样性比较低。建议在本区域特别是在沟缘线上下两侧，打埝修梯，植树造林，建筑成沿沟沿缘线数十米宽的生态廊道和景观网络，增加景观类型，提高景观多样性，进一步控制水土流失，不断改     

基于RS的荒漠景观空间格局的研究

利用ＮＯＡＡ气象卫星五波段遥感数据作主要信息源，经图像增强处理和解译，获得区域景观类型图。在完成景观类型图的数字化输入手，采用景观生态学的方法，对研究区域进行景观空间格局指标的计算机测定，筛选、建立了一套度量景观生态空间格局变化的评价指标体系。     

中日山地城市“三生空间”的景观格局比较研究

基于2020年高精度遥感解译数据，选择贵阳市观山湖区和日本福知山市为典型山地代表，比较中日山地城市生产—生活—生态空间(三生空间)的景观格局。结果表明：日本福知山市“三生空间”的景观连通度和聚集度高于观山湖区，但景观破碎度和多样性程度低于贵阳观山湖区。在较低地形梯度带，日本福知山市“三生空间”的景观破碎化程度、连通度、多样性程度均高于贵阳观山湖区，但在较高地形梯度带，日本福知山市与观山湖区的景观指数呈相反特点。通过比较中日山地城市“三生空间”的景观格局，以期为中国山地城市空间优化提供科学依据。     

2007—2017年三亚城市景观空间格局动态特征及驱动因素分析

应用2007—2017年期间4个时间点的遥感影像数据，选取典型景观格局指数，对三亚市的景观空间格局动态特征进行分析，探求其驱动因素。研究表明：近十年来，三亚市内同种土地利用类型的空间聚集程度降低，空间分布逐渐趋向于分散，不同类型的土地之间相互融合度较高，形状趋于复杂化，景观类型分布趋势呈均衡化，景观的破碎化程度加强，景观复杂程度增高，土地利用的丰富程度逐渐加强。通过驱动因素分析，国家政策的导向、城市总体规划的实施、产业结构调整及自然环境的变化是影响三亚城市景观空间格局变化的主要驱动因素。     

基于遥感和Markov模型的新疆生产建设兵团土地利用变化

通过对兵团土地利用空间格局变化分析,选择合适的土地利用政策保护生态环境。运用RS和GIS技术对兵团近10年土地利用/覆被变化及景观格局空间变化进行分析,并在此基础上运用Markov模型对未来30年土地利用变化进行预测。2000—2010年,新疆生产建设兵团景观多样性升高,连通性增强,形状愈来愈简单,景观格局整体变化不大;草地、灌丛、湿地、荒漠和冰川/永久积雪面积减少,耕地和城镇面积增加,森林保持稳定;人为干扰对土地利用结构的变化具有重要作用,土地利用强度受人为活动影响的同时受土地利用政策影响;在未来30年间耕地和城镇面积继续增加,除森林基本保持不变外其他土地利用类型均减小。兵团城镇用地与草地和耕地之间的矛盾逐渐显现,势必引起兵团生态格局的变化。因此,必须实行合适的土地利用政策保护环境。     

基于多时相遥感数据的典型区生态格局变化分析

利用1985、2000、2013年遥感影像提取的土地覆盖数据,通过景观格局指数、动态度计算、转移矩阵等,分析1985—2013年我国典型地区各类型生态系统景观格局及其动态变化特征、生态系统相互转化时空变化特征等,揭示1985—2013年生态环境格局变化的特点和规律:一级分类生态系统综合变化率,赣江、闽江、白龙江和岷江上游流域分别为4.7%、3.9%、3.3%和1.7%,生态系统变化强度1985—2000年较缓,2000—2013年更剧烈。1985—2013年典型区生态系统的主要转化方向具有持续性和双向性特征,岷江、白龙江和赣江上游流域退耕还林还草政策效果明显,出现较高比例的耕地转为森林和草地;面积占67.4%生态系统类型变化与耕地生态系统和人工表面生态系统变化有关;生态系统变化具有明显的区域差异,生态变化主要表现为沿主要河流谷地的线状延伸,主要城镇居民点附近生态系统类型变化较为突出,人类活动是典型地区生态系统类型格局变化的主要驱动力;典型区尤其是敏感区应加大退耕还林还草政策,减少人类经济活动,降低洪水泥石流灾害发生的概率和程度。     

基于土地利用变化的忻州市生态格局时空变化分析

为了厘清改革开放以来忻州市各类生态系统及生态系统格局的时空特征,使用忻州全市1980、2000、2018年的土地利用和覆盖(LULC)二级分类数据,经过土地转移矩阵和景观格局指数计算,探讨分析了忻州市改革开放以来近40年的LULC及格局的长时间序列时空变化特征,以揭示忻州市的生态环境变化态势。研究区近40年来以城镇用地和其他建设用地增加为主,其他各类减少,城镇化和人口增长带来的土地和生态压力主要集中在草地、耕地以及湿地上;其中2000—2018年的变化更剧烈,人类活动对自然的干扰加剧,但同时在这一阶段已经开始了森林、湿地的保护,开展经济发展与生态文明同步建设。     

Dynamic Changes of Sandy Land in Northwest of Beijing, China

The area northwest of Beijing is one of the most important regions where many organizations invest and pay most attention. The environmental problems in this region affect not only Beijing but also the surrounding area. Based on observation of the characteristics of the change in sandy land, this study classified four types of dynamic change of sandy land, including extended sandy land, the reversely changed sandy land, the potential sandy land and no change in sandy land. Then the process and the trend of changes in sandy land and their environmental impact on the area northwest of Beijing were analyzed. The results show that the area of sandy land has increased in this region in the period of 1991 to 2002. Change between sandy land and grassland was the dominant change. It is found that the monitoring zones of Hunshandake sandy land and north of Yin Shan are regions with high ratio of extended sandy land, and are connected with widespread potential change of sandy land. This implies that these two regions have a high probability of increase in sandy land in the future. On the other hand, in the monitoring zone of Horqin sandy land and Ba Shang Plateau and its surrounding area, desertification had been controlled and the area of sandy land is expected to decrease. This indicates that the direction of the sandstorm to Beijing is expected to gradually move to the northwest. Furthermore, the decreases in sandy land and the reversing change from arable land to grassland and forests in the study region will affect the land quality and atmosphere. And the logistic multiple regression (LMR) model was employed to better understand the complexity and processes of increases in sandy land. This model predicts that there is a high probability of increases in sandy land in north of Siziwang Banner, Zhengxiangbai Banner and Zhenglan Banner. Finally, suggestions to the ecological construction of the study area have been proposed.     

Natural forest regrowth as a proxy variable for agricultural land abandonment in the Swiss mountains: a spatial statistical model based on geophysical and socio-economic variables

In many European mountain regions, natural forest regrowth on abandoned agricultural land and the related consequences for the environment are issues of increasing concern. We developed a spatial statistical model based on multiple geophysical and socio-economic variables to investigate the pattern of natural forest regrowth in the Swiss mountain area between the 1980s and 1990s. Results show that forest regrowth occurred primarily in areas with low temperature sum, intermediate steepness and soil stoniness as well as close to forest edges and relatively close to roads. Model results suggest that regions with weak labor markets are favored in terms of land abandonment and forest regrowth. We could not find an effect of population change on land abandonment and forest regrowth. Therefore, we conclude that decision makers should consider non-linearities in the pattern of forest regrowth and the fact that labor markets have an effect on land abandonment and forest regrowth when designing measures to prevent agricultural land abandonment and natural forest regrowth in the Swiss mountains.     

平顶山地区景观格局动态特征及驱动力分析

以平顶山地区为研究对象,利用平顶山地区1992年Landsat-TM影像和2006年中巴资源卫星遥感影像,运用景观生态学原理,借助遥感和GIS技术,选取景观多样性、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度等指标指数进行分析,揭示平顶山地区近14 a来城市景观格局演变及其驱动力。研究结果表明:交通用地、工矿及居民点和耕地用地显著增加,林地、水域显著减少;除工矿及居民点外,该地区各类型斑块数量均有增加,其中林地增加最为显著;交通用地、工矿及居民点的破碎度降低,水域、林地、耕地的景观类型破碎度增高;耕地的分维数、形状指数呈下降趋势,而林地的分维数和形状指数呈上升趋势;平顶山地区景观多样性和均匀度都呈下降趋势,而优势度和破碎度增加;景观格局变化受人为因素影响较大,人口增加、经济发展、城镇化和工业发展是平顶山地区景观格局演变的主要驱动力。     

Mapping afforestation and deforestation from 1974 to 2012 using Landsat time-series stacks in Yulin District, a key region of the Three-North Shelter region, China

The Three-North Shelter Forest Program is the largest afforestation reconstruction project in the world. Remote sensing is a crucial tool to map land use and land cover change, but it is still challenging to accurately quantify the change in forest extent from time-series satellite images. In this paper, 30 Landsat MSS/TM/ETM+ epochs from 1974 to 2012 were collected, and the high-quality ground surface reflectance (GSR) time-series images were processed by integrating the 6S atmosphere transfer model and a relative reflectance normalization algorithm. Subsequently, we developed a vegetation change tracking method to reconstruct the forest change history (afforestation and deforestation) from the time-series Landsat GSR images based on the integrated forest z-score (IFZ) model by Huang et al. (2009a), which was improved by multi-phenological IFZ models and the smoothing processing of IFZ data for afforestation mapping. The mapping result showed a large increase in the extent of forest, from 380,394 ha (14.8 % of total district area) in 1974 to 1,128,380 ha (43.9 %) in 2010. Finally, the land cover and forest change map was validated with an overall accuracy of 89.1 % and a kappa coefficient of 0.858. The forest change time was also successfully retrieved, with 22.2 % and 86.5 % of the change pixels attributed to the correct epoch and within three epochs, respectively. The results confirmed a great achievement of the ecological revegetation projects in Yulin district over the last 40 years and also illustrated the potential of the time-series of Landsat images for detecting forest changes and estimating tree age for the artificial forest in a semi-arid zone strongly influenced by human activities.     

基于改进PSR模型的长株潭地区土地生态系统健康评价研究

基于改进的PSR模型构建土地生态系统健康评价指标体系,运用组合赋权法确定指标权重,对长株潭地区及其各县（市、区）的土地生态系统健康进行定量分析和评价。研究表明：2002—2014年,长株潭地区土地生态系统健康综合指数由5002下降至4132,呈波动下降趋势,主要影响因素为单位耕地农药施用量、单位耕地化肥施用量、水土流失比率、森林覆盖率、环保投资额占GDP比例、封山育林及当年造林面积。该地区15个县（市、区）的土地生态系统健康状况呈现明显的时空差异,1个属于综合指数快速上升区,6个属于基本稳定区,7个属于慢速下降区,1个属于快速下降区。