近54a扎龙自然保护区景观斑块面积变化特征

运用GIS技术和景观牛态学的数量分析方法,根据扎龙自然保护区土地利用类型图和Landsat TM图像,分析了1950-2004年保护区景观斑块面积变化特征.结果表明,54 a间,保护区各景观类型以沼泽地所占面积比例最大,区域呈现出以沼泽地景观为基质.草地、耕地和未利用地等为主体的交错景观格局,其他景观类型呈补丁状散布于其中.沼泽地面积表现为波动性增加,草地面积下降显著,未利用地、住宅用地和耕地总体呈快速扩张趋势,水域面积变化不显著,林地所占比例最小,但呈上升趋势.面积加权平均值由大到小依次为沼泽地、草地、耕地、未利用地、水域、住宅用地和林地.最大斑块指数由大到小依次为沼泽地、草地、耕地,其他各类景观的最大斑块指数均小于1.斑块面积标准差最大的是沼泽地,并呈逐年增大趋势,水域、林地、住宅用地等景观类型斑块面积差异程度较小.斑块面积变异系数最大的是1978年的住宅用地,林地、未利用地的斑块面积变异系数较稳定.     

保护地空间邻近效应和保护成效评估——以若尔盖湿地国家级自然保护区为例

目前多采用比较保护地建立前后时间序列上或与邻近区域比较的方法判断保护地的保护成效,而未充分考虑保护地的空间邻近效应和空间异质性,因此影响了其准确性.为进一步改进自然保护地保护成效评估技术方法,识别辨析人为保护管理措施在高寒草地-沼泽湿地区域气候变化背景下的景观生态学效应,以四川若尔盖湿地国家级自然保护区为案例,采用"BACI"试验设计思路,以斑块密度、最大斑块指数和蔓延度指数等景观格局指数等为指标,定量分析若尔盖保护区的空间邻近效应和保护成效.结果显示:(1)保护区内湿地面积呈缩减趋势,灌丛、草地和建设用地面积增加,但沙化地面积减少;(2)若尔盖保护区存在空间邻近效应,为泄漏效应;(3)若尔盖湿地整体上仍呈破碎化趋势,但若尔盖自然保护区内大斑块面积减少趋势得到延缓,斑块间连通性降低趋势减小.本研究表明保护区的保护管理减缓了边界范围内景观破碎化趋势,取得保护成效;建议在进一步加强保护区内人为活动管控的同时,强化邻近区域的保护,以消除正在出现的孤岛化现象.(图4表4参35)     

广东丰溪省级自然保护区景观格局变化及其驱动力研究

探究景观格局变化及其驱动力是自然保护区景观格局优化、生态保护和建设管理的重要基础。基于广东省丰溪省级保护区2010、2015、2020年的遥感影像数据,借助Arc GIS、ENVI和FRAGSTATS等软件,通过分析动态度、转移矩阵、景观格局指数等探究景观格局的演变规律,并对其驱动力进行探讨。结果表明,1)保护区土地利用类型以林地为主,约占区域总面积的61.9%;2010-2020年间,林地和水域持续减少,耕地和建设用地持续增多,土地利用综合动态度由1.87%减少至1.75%,整体呈减少趋势,景观格局变化趋于平稳。保护区林地的转出量最大,转出面积有2.03×10³ hm²;草地的转入量最大,转入面积有1.28×10³ hm²;耕地的转入面积约为转出面积的3.3倍,整体增加约800 hm²。2)林地是保护区的主体景观,其斑块优势度最大,破碎度最小,景观连通性较好。2010-2020年间,耕地、建筑用地和水域的破碎度降低,连通度升高;草地的破碎度最大,连通性能减低。2020年,景观...     

基于本底格局的鸭绿江口滨海湿地景观破碎化评价

在3S技术支持下构建了鸭绿江口滨海湿地景观本底格局,并以本底格局为参照,分别对1989年和2005年鸭绿江口滨海湿地景观破碎化过程进行了监测评价.结果表明:湿地本底格局可作为强度开发环境下湿地景观格局破碎化评价的参照依据.与本底格局相比,鸭绿江口湿地景观格局呈持续破碎化趋势,1989年和2005年湿地景观整体自然度分别为89.373%和86.691%.在不同自然湿地景观类型中,芦苇沼泽、滩涂和潮沟面积萎缩幅度较大,2005年其自然度分别为69.94%、71.49%和78.42%;各湿地类型的斑块密度都出现了不同程度的增大,其中芦苇沼泽和滩涂增大最明显,2005年斑块相对密度分别达18.507和6.879;滩涂斑块形状趋于复杂,2005年斑块相对形状指数为1.085,其他湿地类型斑块形状则持续简化;各时期不同自然湿地类型斑块聚集度指数均较高,反映出鸭绿江口各湿地类型多呈聚集分布的空间格局.     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

基于景观格局的辽河三角洲湿地生态安全分析

以1990年和2005年遥感影像为基本信息源,在GIS技术支持下,在对辽河三角洲湿地景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究辽河三角洲湿地景观生态安全。20世纪90年代以来大规模的资源开发,加剧了辽河三角洲湿地景观的破碎化程度,使景观优势度增高,多样性下降。从1990-2005年,研究区主要湿地景观类型水稻田、苇田、滩涂的干扰程度有所增加,生态安全度均有所下降,表明人类对自然湿地生态系统的干扰越来越明显。总体来说,15年来研究区整体景观生态安全度呈现下降趋势。以往湿地生态安全的研究主要集中在环境脆弱性和保护策略方面,研究层次着重在生态系统层面,而从景观格局角度对湿地景观生态安全的研究涉及较少,文章涉及的是景观生态学可持续发展研究的一个新领域,所提出的内容实质上是景观生态安全定量表征的方法探讨。应用景观生态学方法研究生态安全,揭示景观结构与功能关系并进一步分析区域生态环境的变化趋势及其内在因素,不但为辽河三角洲湿地及其生物多样性的保护和资源开发提供了科学依据,而且丰富和发展了我国生态安全研究的理论与方法。     

城市河岸带土地利用和景观格局演变研究

河岸带是水陆生态系统之间的过渡带,对保护水体和改善生态环境质量具有重要作用。研究河岸带的土地利用和景观格局演变规律,对于维持城市河流生态系统健康、改善城市河流污染具有重要意义。以云南省高原湖泊城市昆明为研究对象,基于1996年、2007年和2015年3期Landsat TM遥感影像,在ArcGIS软件支持下,以城市河流两侧500 m范围作为研究区域,提取土地利用信息,借助土地利用类型特征参数、景观格局指数等对河岸带的土地利用和景观格局演变进行分析,结果表明:(1)从时间变化来看,20年来河岸带的土地利用类型发生了明显的改变,耕地的减少和建设用地的增加是主要的变化趋势,尤其自2007年以来,建设用地的动态度由前一阶段的4.66增长为5.53,表明建设用地呈现越来越快的增长趋势;(2)从空间变化来看,1996年耕地是河岸带各缓冲区的主要用地类型,至2007年,建设用地在各缓冲区的占比已跃居首位,到2015年,建设用地持续快速增长,占比达到各缓冲区的60%左右,成为各缓冲区的景观基质,河岸带的景观结构发生明显改变;(3)从景观类型水平的指数分析来看,20年间,耕地的最大斑块指数(LPI)快速减少且分离度指数(SPLIT)急剧增长,表明其分布呈现破碎化发展;绿地斑块的完整性有所提高,建设用地面积快速增加并呈大面积连片分布的趋势,这与土地利用变化分析结果一致。基于对不同缓冲区景观格局指数的分析,得出昆明市河流生态廊道功能的影响范围为距离河道200 m宽的缓冲区范围,200 m以外的区域景观连接度降低,破碎化程度加剧。     

天津滨海新区湿地环境演化与景观格局动态

从历史演化和景观格局动态变化两个方面对天津滨海新区湿地生态系统的演变进行了研究。历史上天津地区为海洋,自滨海新区成陆以来,经历了多次的海浸和洪水淹没,海浸期间发生陆地湿地化,海退和洪水退却时发生水体湿地化。本文总结了自地质时期以来的历史演化模型。同时在GIS和RS技术支持下,运用FRAG-STATS软件,研究了1979-2008年滨海新区湿地景观格局动态变化特征。结果表明,随着滨海新区的发展和土地利用强度的增大,研究区景观斑块数量增加、平均斑块面积减少的趋势比较明显,景观呈现破碎化的趋势;总体上,近30年中,滨海新区湿地总面积变化不大,并没有大面积持续减少。景观破碎程度从1979年开始持续上升,中间略有波动,但总体上升较快。     

南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务价值响应

利用1987-2010年5期卫星遥感影像监测南四湖湿地景观格局变化,并且采用市场比较法、影子工程法、工业制氧成本法、碳税法和价值替代法等多种评估方法对南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务功能价值响应进行深入探讨.结果表明,南四湖湿地中大量芦苇、荷田等自然湿地景观转化为养殖水域、水稻田等人工湿地,景观格局趋于破碎化;湖泊湿地景观格局变化对于湿地的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能均有影响,其中对供给功能和调节功能影响最大.以2010年不变价计算,南四湖湿地景观格局变化导致2010年湿地生态系统服务功能价值比1987年减少3.06亿元,其中大气成分调节功能价值损失11.7亿元,净化功能价值损失3.77亿元,涵养水源功能损失0.65亿元,物质生产功能价值增加13.06亿元,其他功能价值对湿地景观格局变化的响应不明显.     

苏北侵蚀型海岸湿地景观时空演变特征及驱动机制

运用RS、GIS技术和景观生态学方法,对盐城国家级自然保护区侵蚀型海岸湿地1987、1997和2007年3个时相的景观数据进行分析,辨识侵蚀型海岸湿地景观格局时空演变特征。结果表明,1987—1997年,研究区光滩面积比例由76.91%下降至58.37%,碱蓬湿地由18.68%下降至5.51%,芦苇湿地由4.42%上升至13.01%,并出现了米草湿地和养殖池景观类型,1997年其面积比例分别为13.35%和9.76%。1997—2007年,碱蓬湿地退化消失,养殖池减少,芦苇湿地、米草湿地、光滩面积增加,其比例分别为15.85%、14.50%和60.86%。就景观异质性而言,多样性指数先升后降,景观优势度持续下降。景观空间演替呈现单向性特征:1987—1997年,从陆地向海洋方向演替;1997—2007年,从海洋向陆地方向演替。海岸地貌过程和植物覆被类型的连续变化导致湿地景观演变呈连续变化,但干扰往往使生态过程的连续性发生改变。     

辽河三角洲湿地景观空间格局变化分析

以1988年和2001年2个时相的Landsat-TM/ETM影像为信息源,选取斑块数量、斑块平均面积、边界密度、斑块密度、形态指数和斑块分维数等6个代表性格局指数,对辽河三角洲湿地景观格局变化进行了定量分析。结果表明,1988~2001年,水田、内陆水体和养殖用地呈现明显的增加趋势,苇田、光滩、河口潮间带水域和碱蓬面积呈减少趋势。受人类的区域综合开发活动的影响,研究区斑块数量和边界密度分别增加了32.76%和21.4%,而斑块平均面积减小了30.2%,平均斑块密度由17.43个/km2增加至24.21个/km2,斑块形态指数由84.03增至103.20,斑块分维数由1.057增至1.059。     

Land-cover change within and around protected areas in a biodiversity hotspot

The landscape surrounding protected areas influences their ability to maintain ecosystem functions and achieve conservation goals. As anthropogenic intensification continues, it is important to monitor land-use and land-cover change in and around protected areas. We measure land-cover change surrounding protected areas in the Maputaland-Pondoland-Albany Biodiversity hotspot from the 1980s to present. Using Landsat imagery, we classified land cover within and around each protected area. Agricultural land uses were increasing and often directly border protected area boundaries. Human settlements increased around every protected area, potentially increasing human activity along the edges of protected areas and threatening their ecological integrity. Urban expansion around protected areas varied but increased as much as 10%. Woody vegetation cover varied both within and around protected areas with possible evidence of deforestation and shrub encroachment throughout the hotspot. We recommend monitoring land cover across southeastern Africa to better understand regional trends in land-use impacts to protected areas.     

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.     

Assessing effects of land use on landscape connectivity: loss and fragmentation of western U.S. forests

Effects of land-use change on the conservation of biodiversity have become a concern to conservation scientists and land managers, who have identified loss and fragmentation of natural areas as a high-priority issue. Despite urgent calls to inform national, regional, and state planning efforts, there remains a critical need to develop practical approaches to identify where important lands are for landscape connectivity (i.e., linkages), where land use constrains connectivity, and which linkages are most important to maintain network-wide connectivity extents. Our overall goal in this paper was to develop an approach that provides comprehensive, quantitative estimates of the effects of land-use change on landscape connectivity and illustrate its use on a broad, regional expanse of the western United States. We quantified loss of habitat and landscape connectivity for western forested systems due to land uses associated with residential development, roads, and highway traffic. We examined how these land-use changes likely increase the resistance to movement of forest species in non-forested land cover types and, therefore, reduce the connectivity among forested habitat patches. To do so, we applied a graph-theoretic approach that incorporates ecological aspects within a geographic representation of a network. We found that roughly one-quarter of the forested lands in the western United States were integral to a network of forested patches, though the lands outside of patches remain critical for habitat and overall connectivity. Using remotely sensed land cover data (ca. 2000), we found 1.7 million km2 of forested lands. We estimate that land uses associated with residential development, roads, and highway traffic have caused roughly a 4.5% loss in area (20 000 km2) of these forested patches, and continued expansion of residential land will likely reduce forested patches by another 1.2% by 2030. We also identify linkages among forest patches that are critical for landscape connectivity. Our approach can be readily modified to examine connectivity for other habitats/ecological systems and for other geographic areas, as well as to address more specific requirements for particular conservation planning applications.     

Population growth,urban sprawl and landscape integrity of Beijing City

The detailed landscape pattern of the urban area within the 6th ring road in Beijing City was identified using airborne remote sensing data acquired between 1997 and 2002. The landscape indices at landscape level were computed using Fragstats 3.3, and changes in land use/cover types in Beijing from 1997 to 2002 were examined. The results show that urban built area (UBA) and farmland changed greatly within the 6th ring road, and that farmland had been replaced by UBA. The number of patches increased by 106.6%, mean patch area decreased by 51.6%, the splitting index increased by 94.3%, and the landscape diversity index increased by 17.8%. The landscape pattern had become more fragmented and diversified in these 5 years. The main driving forces for landscape change were the increasing demand for land for construction due to the growing population, unreasonable urban growth, and improvements in housing standards. The landscape pattern change in Beijing led by rapid urbanisation has negatively influenced urban ecosystem health and has caused several environmental problems. We provide suggestions for improving urban planning and sustainable development in Beijing City.     

红河哈尼梯田世界文化景观遗产的遥感监测与土地覆盖变化

红河哈尼梯田是中国重要的世界文化景观遗产,以森林、梯田、村寨、水系四度同构的人与自然高度协调的生态系统而著称。随着经济与旅游的发展,哈尼梯田自申报世界遗产以来,其文化景观不可避免地遭受干扰。遗产监测有助于及时了解遗产本体的保存现状和风险影响因素,确定遗产突出普遍价值以及制定规避风险的有效措施。文章基于红河哈尼梯田独特的文化景观特征,利用高分辨率卫星遥感影像对申遗前后的文化景观遗产要素进行遥感监测,分析其土地覆盖现状与变化趋势,探究遥感手段在遗产要素变化监测中的可行性与可靠性,对遥感在文化遗产监测中的应用具有一定的指导意义。结果表明,(1)红河哈尼梯田申遗后,景观格局基本没有发生改变,仍然以森林和梯田为主,其遗产要素的变化均在可控范围内。主要申遗范围坝达片区各遗产要素面积变化共为93.78 hm²,水田变化约占总变化面积的80%,其次是林地约占18%,其他遗产要素面积变化不大。(2)各遗产要素之间的面积变化以水田转变为林地和灌木林地为主,占总变化面积的57%,部分房屋建筑物拆迁变为灌木林地,说明申遗后相关的退耕还林政策与生态环境保护规划起到了明显成效。(3)随着旅游业的发展,以及村民生活条件改善的需求,部分梯田转变为道路和房屋建筑,但这些规划的合理性还需进一步核实与确认。(4)依据哈尼梯田的文化景观特征,监测文化景观遗产要素时的精细化程度比土地利用变化要求高,因此首选高分辨率遥感影像,建议空间分辨率达到1 m以上。     

珠江三角洲地区高速公路沿线景观格局变化研究

根据1995年和2005年土地利用数据,借助地理信息系统软件和景观生态学方法研究珠江三角洲区域发展轴线——广深高速公路和广珠高速公路运营前后沿线区域的土地利用和景观格局变化,并进一步对比分析相同功能等级道路的生态效应差异。结果表明：（1）高速公路运营后,沿线区域建设用地增加迅速,耕地大量流失且迅速向建设用地转化;（2）公路的建设运营使得沿线区域人工干扰强度加大,景观斑块密度增加、面积减少、斑块形状趋向复杂,景观破碎化加剧;（3）道路途径区域的社会经济条件以及原有的景观格局特征是导致道路生态破碎效应差异的重要原因;（4）公路对自然景观的影响效应远大于其对人工景观的影响效应。     

厦门环同安湾海岸带景观空间格局动态变化分析

利用遥感和地理信息技术,运用平均斑块面积与分离度指数、多样性指数、破碎度指数、优势度指数和分维数等景观格局指数,以厦门环同安湾区1989年、1997年和2007年3个时期遥感影像解译数据作为基本信息源,对过去18年间环同安湾海岸带的景观格局的时空变化过程和演变趋势进行了研究。结果表明：1989—2007年,农田面积大量...     

基于RS和GIS的嫩江下游土地沙漠化景观格局变化特征分析

以2004、2008年的MODIS数据为主要数据源,在ArcGIS 9.0、ERDAS IMAGE 9.0等软件支持下,利用FRAGSTATS软件分析土地沙漠化的景观格局变化.结果表明,研究区域沙漠化土地以轻度和中度沙漠化土地为主;各景观要素的边缘密度和斑块密度呈现一致性的减少,表明斑块形状趋向简单,景观整体破碎化程度降低,边缘效应影响减小;除水域景观外,其他景观要素的形状指数和分维数都呈现一致性的下降,表明整体景观的形状都向着简单化和稳定性方向发展,各景观要素的散布与并列指数和聚集度指数都呈现一致性的增加,反映出各要素斑块趋向大型化发展,景观整体连接度增强,破碎化程度降低,景观相互作用和空间关系增强.     

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.