快速城市化进程中海岛景观格局演变及驱动机制以大长山岛为例

城市化进程改变了区域的景观结构,引起了景观格局的变化。以大长山岛两期景观分布图为数据源,运用景观生态学的理论与方法,利用景观格局指数定量分析了1995~2006年景观格局的动态变化特征,在此基础上借助CA-Markov模型对大长山岛2017年景观格局进行了模拟与预测,并探讨了景观格局演变驱动机制。结果表明:大长山岛在快速城市化的进程中,景观格局演变的总规律为自然景观向人文景观转变。1995~2006年间,主要表现为农用地、草地、商业及工矿用地面积减少,园林地、水体及水利设施、居民点及公共服务和其它用地增加;而2006~2017年间,表现为农用地、草地、园林地面积减少,居民点及公共服务、水体及水利设施、商业及工矿用地和其它用地增加,但在此期间各景观类型的面积减少和增加的速度有所放缓。     

3S技术支持下的泸沽湖流域景观格局变化研究

采用1974、1993及2011年的3期经过校正处理的TM卫星影像为数据源,通过监督分类与人工目视纠错的方法获取3期土地利用数据,运用Fragstats软件分析泸沽湖流域内40a的景观格局变化特征。结果表明:1建筑用地景观面积不断增加,增加的面积主要靠农地、林地、草地的转入;农地景观面积净减少0.9km~2;水体面积相对稳定;林地与草地发生了约30km~2的相互转化。2建筑用地、林地、农地的斑块形状指数增加,说明斑块形状越来越复杂。3景观中的优势度减少,各拼块类型在流域景观中呈不均衡化趋势分布的特征。     

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。     

城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系——以成都市为例

利用2000-2008年TM/ETM+数据,基于遥感、GIS技术与人机交互式判读解译方法获取城市土地利用数据,运用单窗算法和空间建模方法定量反演城市地表温度;在此基础上,对城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系进行分析。结果表明:城市土地利用时空演变以耕地、林地向建设用地、水域转移导致面积快速下降与建设用地不断侵吞耕地为主要特征;土地利用变化导致地面低温区范围减少25.927×10⁴ hm²,常温区和高温区面积分别增加12.093×10⁴ hm²和5.834×10⁴ hm²;高温区中建设用地面积比例最大,建设用地与水域、水田的平均温度分别达最高与最低;地表温度空间格局表现为各温度区呈不同形状的带状分布,热源密集分布在成都市城南高新区、城西住宅区、城中心商贸区以及城东的工业基地等区域,二环路外温度呈下降趋势;建设用地加剧了城市热效应,而水域则缓解了城市热效,不透水性与地表温度的反演结果呈较强的正相关性。因此,研究结论对于热岛效应研究、改善人居环境具有科学意义和应用价值。     

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。     

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。     

上海市城市热岛景观格局演变特征研究

城市热岛空间格局特征及其内在驱动机制的研究可为缓解城市热岛效应、城市规划与产业布局提供科学依据,目前这方面研究还比较少,相关机制并没有得到完全的揭示。该研究以上海市为研究对象,采用1987、1996、2002和2010年4景Landsat TM/ETM+遥感影像,对城市地表温度进行了反演与分级。借助景观格局指数,分析了上海市城市热岛景观格局时空演变特征。结果表明:随着1987-2010年上海市不断城市化,各级热岛景观类型斑块数量持续增加,高等级的城市热岛景观类型面积也持续增加,整个城市热岛景观趋于破碎化。热岛景观总体聚集度下降,连通性下降,但是低等级热岛景观向高等级热岛景观转移的面积逐渐增加,景观类型之间面积差异逐渐减小,景观均匀度和多样性增加。城市化过程中,人口数量的增加和经济的快速发展对城市热岛景观格局的形成和演变具有重要的影响。研究结果揭示了城市热岛格局随城市化进程的时空演变特征,可以为制定有效的热岛效应缓解措施提供参考依据。     

1996—2015年巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变分析

干旱区高寒湿地是极端条件下形成的特殊生态系统,其景观格局演变受众多学者的关注。论文以1996、2006、2010年TM,2000年ETM和2015年OLI五个时期遥感影像为数据源,分析了近20 a巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变特征及其与气候因子的关系。结果表明：1）近20 a,湿地面积总体呈下降趋势,减幅为5.62%,减速为1.91 km²/a。湿地面积变化以2010年为分水岭,前15 a湿地面积较为稳定,占研究区总面积的比例在77.24%~78.26%之间波动;近5 a湿地面积呈缓慢萎缩趋势,面积比例减少5.28%。2）景观水平上,景观破碎度增大,空间异质性增强,斑块形状趋于复杂;类型水平上,湿地斑块破碎度增加,形状趋于复杂,呈集中分布。3）当日最高气温低于18.7 ℃时,随日最高气温的增加,湿地面积趋于稳定,破碎度变化不明显;当日最高气温高于18.7 ℃时,随日最高气温的增加,湿地面积萎缩,破碎度增加。日最高气温对巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变影响明显大于年降水量。近20 a巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地呈现退化态势,湿地环境趋于逆向演变趋势。     

草海湿地小流域土地利用与景观格局对氮、磷输出的影响

识别主要污染物和污染源对草海湿地生态系统的保护与管理具有重要的现实意义.基于2012年5—10月6个小流域的水质观测数据、土地利用结构与景观格局指数,研究了草海湿地入湖小流域氮、磷输出的时空变化规律及其与景观格局的关系,以期为草海湿地综合治理提供参考.结果表明,草海湿地北面建设用地面积比例呈西北、东南方向逐渐降低和景观破碎度逐渐减小的趋势,具有明显的城市-城郊-农村的景观格局梯度,景观格局影响流域水质.多元统计分析表明,小流域氮磷输出受景观组成属性和空间属性综合影响,城镇建设用地百分比与TN、TP和COD呈显著正相关关系(r分别为0.995、0.978和0.996,p0.01),景观破碎度(CONTAG、ED、MPS)和多样性(SHDI)与水质(TN、TP、COD)具有显著的相关关系,CCA的第一排序轴解释了建设用地面积比例、景观指数与水质指标相关性的96.0%.可见,威宁城镇化快速发展威胁了草海湿地生态安全,需进行草海周边城镇化进程的调整和控制.     

近30年来鄱阳湖环湖区土地利用与景观格局变化研究

以1988—2018年7期Landsat遥感卫星影像为数据源,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法探究了鄱阳湖环湖区近30年来土地利用与景观格局变化特征.结果表明：①近30年来鄱阳湖环湖区建设用地和林地面积显著增加,耕地、草地、水域和未利用地面积减少.②建设用地的转入类型以耕地为主,30年间共侵占耕地面积1243.66 km²,占建设用地面积增加量的71.19%.林地的转入类型主要为耕地和草地,其中,耕地转入占比56.95%.耕地的转出类型以建设用地、草地和林地为主,且1999年以后随着城镇化的发展耕地主要转向建设用地.③近30年来鄱阳湖环湖区景观总体破碎程度逐渐增大,景观斑块个数共增加63492个,增幅为11.68%.景观连通性降低,各类型土地呈均衡化趋势 分布,景观异质性增加.研究结果可为推动鄱阳湖环湖区土地资源保护、生态环境保护和经济协同发展提供参考依据.     

城市景观格局时空特征的热环境效应研究——以广州市花都区为例

1999-2009 年,广州市花都区经历了经济腾飞的10 a,不断变迁的城市景观格局时刻影响着热环境的分布.论文基于Landsat TM/ETM+遥感数据,获得地温反演图和土地利用类型图.采用均值-标准差法划分热力等级以分析热力重心变化,并与建设用地重心变化作对比.通过移动窗口得出可视化的景观指数,指数刻画包括景观多样性和建设用地密度、形状和分布状况,进而分析景观指数与地温间的相关性.研究结果表明:区内南部受人类活动影响最为剧烈;土地利用类型并非是影响地温分布的唯一因素;区内城市景观格局多样性与地温虽存在正相关关系,但随着多样性程度加剧且各组合面积比例均匀,降低了两者相关程度;建设用地面积比例、分离度与地温的相关关系较为稳定,且比例较高或分离度较低的所在区域通常为高温区;建设用地平均分维指数与地温的相关性随着其形状的复杂性加剧和分布范围扩大而降低,即影响了高温形成的程度.     

巢湖流域地表热环境与景观变化相关分析及其尺度效应

基于Landsat ETM+/TIRS影像数据,采用大气校正法反演巢湖流域地表温度,分析2000~2013年的流域地表热环境效应演变规律,通过5个尺度的网格化采样,在不同幅度水平上定量分析LST与下垫面景观的相关性及其尺度效应.结果表明:2000~2013年,巢湖流域LST高强度区域主要以合肥市区为集聚中心并向城市周边蔓延,低强度区域逐渐缩小,流域地表热环境效应增强.LST与下垫面景观结构相关关系分析表明,建设用地景观是流域热环境效应的主要原因,而水体、林地景观可有效抑制地表温度;景观格局对热环境效应影响显著,建设用地与农地景观的破碎度、分离度指数与LST呈极显著负相关,而林地、水体景观的破碎度和分离度与LST呈极显著正相关;LST对景观优势度的影响最敏感,建设用地优势度与LST呈极显著正相关,而林地、水体优势度增加则能有效降低地表温度.探索性空间数据分析(ESDA)及尺度效应分析表明:巢湖流域地表热环境具有显著的空间聚集性,且LST空间格局具有明显的尺度效应,巢湖流域地表热环境效应相关研究的适宜幅度域为2~4km.通过规划合理配置林地和水体景观类型资源,加强建设用地增长调控,优化景观格局是抑制流域地表热环境效应的主要对策.     

景观类型与景观格局演变对洪泽湖水质的影响

基于Landsat序列遥感影像数据解译进行了景观类型分类,分析了2008—2018年洪泽湖16个监测点位水质数据变化特征,从流域尺度研究了景观类型和景观格局演变对湖区水质的影响机制.研究结果表明,洪泽湖区主要水质风险指标为总氮（TN）和总磷（TP）,淮安南区域TN和TP浓度较高.2000年之前洪泽湖流域内景观类型主要为旱地（43.3%）,2000年后主要景观类型逐渐转变为水田（37.7%）和建设用地（23.6%）.建设用地、水田、入湖河流、围圩和围网养殖面积与湖区TN和TP浓度呈显著正相关,林地和草地面积与TN和TP浓度呈显著负相关.围圩养殖面积对TN浓度变异解释度最高,建设用地面积对TP浓度变异解释度最高,分别为47.6%和43.2%.近20年洪泽湖流域景观破碎度增大,斑块密度指数（PD）和蔓延度指数（CONTAG）与湖区TN、TP浓度呈显著正相关.建设用地、围网和围圩养殖面积增加以及景观破碎化增强与湖区TN和TP浓度上升密切相关.减少围圩和围网养殖的面积比例,控制建设用地和水田规模,降低生态空间景观破碎度,是维护和修复洪泽湖水质安全和水生态健康的重要抓手.     

重庆市主城区景观格局演变的样带响应与驱动机制差异

为深入研究地形地貌和经济背景对快速城市化地区景观格局演变进程与时空差异的影响程度,以重庆市主城区为研究对象,借助于ArcGIS 9.3和Fragstats 4.2软件,采用样带梯度分析和景观格局分析相结合方法,基于研究区独特地貌特征和不同经济环境,设置南北向和东西向等7条样带,对1995-2014年研究区景观格局演变的样带响应和驱动机制进行对比分析。结果表明：1）就相同时期同向样带景观破碎度和景观多样性整体变化特征而言,靠近城市中心的南北向样带c和东西向样带f的斑块密度PD和香农多样性指数SHDI值分别呈最低值和最高值,远离城市中心的样带却恰好相反,可见各样带整体景观特征差异受同期城市化水平、地形因素、政策驱动影响明显;2）随着与城区中心（或丘陵、台地）距离的增加,南北向样带和东西向样带景观破碎度和景观多样性不断提高,景观聚集度却不断降低,斑块之间的连通性变差。2001年之后城市化对研究区景观格局影响程度增强,地形因素减弱,以耕地景观为主导的景观格局也逐步向以城市景观为优势的方向转变;3）在1995-2014年期间,南北向c样带南段18 km和东西向f样带西段8 km附近城乡居民点最大斑块指数LPI值均为最高,随城市向外蔓延,c样带北段6 km处LPI值出现100%,由于2001年之后老城区内部改造,南北向c样带南段18 km和东西向f样带西段8 km附近的面积加权平均斑块分维数AWMPFD也多由波峰值降为最低值（接近于1）,且城市化空间推进过程中不均匀性特征显著。     

闽三角城市群自然资本损失评估

在快速城镇化进程中,城市群发展在促进区域经济竞争与合作的同时,也在一定程度上造成人地关系矛盾的加剧,生态系统服务水平下降。为了量化城镇化对自然资本产生的变动,揭示人类资源消耗过程对区域生态系统服务的影响机制,以快速城镇化的典型区域——闽三角城市群为例,运用能值分析方法与GIS技术,分析了2000-2015年闽三角城市群可更新资源时空演变特征,城镇化进程中生态环境价值演变规律以及土地转化过程中的自然资本损失。研究结果表明：（1）闽三角城市群可更新资源在时间上呈波动减小趋势,空间上自沿海区域向内陆区域逐渐升高;（2）高环境质量等级中城镇用地面积占比呈显著增加趋势,由0增加到10.63%,人类活动导致区域生态环境价值的损失逐渐上升;（3）城镇化过程中由于城市空间扩张,使部分自然用地与农业用地转化为城镇用地,转化过程造成的自然资本损失总量为1.27×10²² seJ,货币价值超过6.30×10⁹元。研究有助于完善城镇化影响下的生态环境效应研究,为城市群或区域生态环境管理与修复提供决策参考。     

高速公路对沿途土地利用及景观格局的影响——以内蒙古省道103线蒲滩木刀口到城壕段为例

利用2002年和2006年公路建设前后的两期遥感数据,分析了公路对沿线土地利用和景观格局的影响。结果表明：公路建设使公路用地面积增加了4.10km^2,主要由侵占农业用地和沙地所导致;居民区、森林面积分别增加了1.12km^2和0.08km^2,其余土地利用类型面积有所减少;道路、居民区和森林的景观破碎化指数增加,农田、草地、灌木、沙地和水域下降;景观多样性指数增加,景观优势度降低。     

江苏太湖流域建设用地扩展及景观格局分析

基于2000-2010年建设用地数据,利用ArcGIS 10.0软件识别并提取了3种建设用地扩展类型:边缘增长型、填充型和跳跃型,并分析了建设用地景观格局时空动态。结果表明:2000-2010年,江苏太湖流域建设用地面积增加了90.29%,无锡市建设用地的扩展速率最大,为97.56%。2000-2010年,江苏太湖流域边缘增长型占据了88.84%,其次是跳跃型与填充型。城市建设用地、农村建设用地、交通用地和工矿仓储用地,4种建设用地类型均以边缘增长型为主,尤其是交通用地,边缘增长型比重为99.033%,说明交通用地的增加是在原有的基础上向外扩展,矿仓储用地的增加,贯穿于城镇和农村建设用地的扩展。斑块数目和斑块密度呈现出不同程度的减少,说明在此期间,江苏太湖流域建设用地格局呈现出紧凑化的趋势。连接度指数(COHESION)数值比较大,而且呈增大的趋势,说明研究区建设用地斑块连通性比较好,分离度指数(SPLIT)呈现下降趋势,并且数值都不是很大,说明江苏太湖流域建设用地斑块的破碎化不是很严重,由于研究区土地资源有限,人口众多,因此决定了城市发展过程中,建设用地斑块聚集度和连通性较好,呈现片状增加的趋势。     

湖南水府庙水库流域景观格局与水质特征关系分析

以湖南水府庙水库流域为例,在土地利用类型遥感解译结果以及水质监测数据基础上,选用景观和斑块类型2个水平上的景观指数,采用Pearson相关分析法、典范式对应分析法等方法分析了该流域内景观格局特征,并探讨了景观格局与河流水质指标特征之间的关系。结果表明:1)研究区土地利用类型与河流水质指标显著相关,其中,林地面积所占比例与多数污染指标呈显著负相关;耕地、建设用地面积所占比例与各污染指标呈正相关。2)景观格局在景观和斑块类型水平上对水质的影响表现出差异性,其中斑块破碎度在2个水平上对水质的影响均较大;斑块形状的复杂程度与水质指标无明确相关性。3)景观格局在流域尺度上对水质影响的异质性表现在土地利用类型的空间分布以及各种景观类型的空间格局特征对河流中污染物源、汇的贡献和迁移转化影响的差异性。     

中国城市建设用地的动态变化态势与调控

城市建设用地总量及其用地结构动态变化的合理性是衡量一个国家和地区城镇化进程是否健康、城镇化发展质量是否高效的晴雨表。1981—2014年间的35 a来,中国城市建设用地在数量、人均面积和用地扩张弹性系数上均发生了巨大变化,城市建设用地增加了6.44倍,年均净增1 311 km²;人均城市建设用地增加了2.78倍,年均净增2.37 m²;城市建设用地扩张速度明显高于人口增长速度,且呈现出大快大慢的波浪状起伏变化态势。城市建设用地结构总体处在稳定变化的合理区间,东部地区各类城市建设用地总量占全国50%以上,近年呈微降趋势;大中小城市建设用地比例基本保持在50%∶20%∶30%的区间。近35 a来中国城市建设用地扩张存在的主要问题表现为城市建设用地无序蔓延问题严重,人均建设用地居高不下;城市建设用地结构不尽协调,降低了城市用地集约利用效率;城镇化和经济增长过于依赖建设用地,短期难以扭转;新城新区建设过多过大,加剧了城市建设用地的过度扩张。未来中国城市建设用地调控中,要综合防范城市用地无序扩张蔓延,提高土地集约利用水平;优化城市建设用地结构和功能,实现城市精明集约增长;因地因城因类地制订出差别化的建设用地调控措施;进一步科学引导我国新城新区的适度理性建设。     

太平湖国家湿地公园土地利用转换及景观格局变化

该文根据近30年来（1990-2020年）的遥感影像数据，综合运用GIS和景观格局指数方法，对黄山市太平湖国家湿地公园的土地利用转换及景观格局的变化进行分析。结果表明，（1）1990-2020年期间，黄山太平湖湿地公园的主要土地利用类型是林地，水体和建筑的土地利用面积波动较大。（2）研究区域在30年间，建设用地的平均斑块面积最小，景观斑块破碎零散；耕地对景观的控制度逐年下降；水体的斑块形状复杂，受人为干扰程度不显著；建设用地斑块形状较规则，受人类活动影响大。（3）2015年景观破碎度达到峰值；2000年区域景观的连通性最大，空间格局分布最均匀；2020年景观形状最复杂，生物多样性最大，景观丰富度最大，各类景观均衡发展。公园景观格局变化是自然因素和人为因素共同作用的结果，其中旅游开发、政策的影响导致了景观格局发生改变，气候、降水对研究区域的景观格局变化也造成了一定的影响。