生态视角下绿洲乡村聚落空间格局及优化研究:以新疆博乐市为例

基于GIS技术、计量统计方法和实地调查分析了博乐市乡村聚落空间格局特征,并构建生态安全保护格局,探讨聚落优化方向。结果表明:(1)博乐市乡村聚落空间分布、规模、形态分别呈现"南北疏、中间密""东部大、西部小"和"整体规则、局部复杂"的空间分异特征;(2)乡村聚落分为大规模-形状复杂-集中分布、中规模-形状复杂-集中分布、中规模-形状规则-离散分布和小规模-形状规则-离散分布4种组合类型;(3)构建以林地和水域为源地的生态安全保护格局,将乡村聚落划分为重点整治型、限制开发型、适度建设型和集中发展型4种优化类型。该研究旨在为生态文明建设和乡村振兴战略背景下绿洲乡村聚落的规划发展和脆弱生态环境的维护提供科学依据。     

福州山区乡村聚落空间格局及其与水土资源的耦合态势

分析山区乡村聚落与水土资源的耦合态势有助于辨析山区乡村的优势与特色,促进区域乡村振兴。以福州山区为例,综合运用GIS手段及空间耦合关联模型分析山区乡村聚落的空间分布特征及其与水土资源的耦合态势。结果表明,2015年福州山区共有乡村聚落斑块5 232个,数量多、规模小,主要分布在海拔650 m以下区域;乡村聚落整体呈现中心聚集、南北扩散的空间格局特征,在各镇域内均为集聚分布类型,具有明显的分异特点;聚落整体与耕地的耦合态势较好,与水系耦合态势一般,空间分布呈现明显的"耕地指向性"和小范围的"水系指向性",与道路无明显相关性;耕地和水系资源对乡村聚落的影响作用呈现较强的空间异质性,是制约福州山区乡村聚落发展转型的重要因素,自然、经济与社会因素对乡村聚落与水土资源的耦合态势亦产生重要影响。     

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。     

多维城市化与乡村地域功能演化的时空关联研究：以江汉平原为例

探索城市化与乡村地域功能演化的复杂性关联规律既是新时期城乡融合与乡村振兴的重要命题,也是乡村地理学研究的时代前沿。以江汉平原为研究案例,以2000—2019年为研究时段,在建立城市化指标体系和乡村地域功能评价模型的基础上,运用系统动态面板模型、时空地理加权回归模型等方法,深入探究多维城市化与乡村地域功能之间的时序关联规律及空间关联特征。结果表明：(1)江汉平原乡村地域功能演化具有明显结构分异性,其中,乡村地域综合功能在时序上呈现阶段性变化,空间上呈现沿焦柳-长荆发展轴的倒“U”形分布格局向汉宜线-东部平原带的“T”形分布格局演化。(2)江汉平原多维城市化与乡村地域功能在时序关联上呈现复杂性特征,其中人口、经济城市化与乡村地域综合功能呈现“N”形曲线规律,土地城市化与乡村地域综合功能呈现单调递增态势,但弹性系数值低于后期人口和经济城市化正效应值。(3)江汉平原多维城市化与乡村地域功能在空间关联上呈现明显规律性和异质性特征。研究结果有利于丰富乡村地理学理论内涵,为案例地区的城乡融合与乡村振兴实践提供支持。     

基于生态保护格局的丘陵山区乡村聚落空间重构策略

从生态保护和建设的角度重构乡村聚落空间,是强化"山水林田湖草"生命共同体,实现生态宜居乡村建设的重要手段。以重庆市荣昌区为例,在分析其乡村聚落空间分异特征的基础上,结合景观生态学理论,运用最小累积阻力模型构建生态保护格局,根据乡村聚落现状布局对研究区生态保护的影响划分乡村聚落调整类型,并提出各类聚落的空间重构策略。结果表明:(1)研究区乡村聚落空间分异特征明显,总体上表现出布局散乱、数量多、规模小、沿河傍水等特征。(2)研究区乡村聚落空间布局现状不利于生态环境保护,将已有的乡村聚落划分为优先整治、限制扩张、适度建设、重点发展4种类型,结合乡村发展实际和区域生态功能定位,提出相应的重构策略。研究结果可为丘陵地区生态宜居乡村建设提供可靠的理论支撑和决策参考。     

安徽鹞落坪自然保护区乡村聚落空间格局特征及其影响因素分析

我国自然保护区大多面临生态保护与脱贫攻坚的双重任务。保护区内乡村聚落空间格局则是当地自然环境、社会经济等多重因素作用的结果。开展保护区乡村聚落空间格局研究能够查明保护区内聚落空间特征及分异规律,为今后规范和引导保护区乡村建设,实现生态保护与经济社会协调发展提供决策参考。以安徽鹞落坪国家级自然保护区为例,综合运用GIS技术、景观指数定量分析方法分析鹞落坪自然保护区乡村聚落规模、形态、分布特征,探索地形、水源、区位以及社会等因素对乡村聚落空间格局的影响。结果表明:(1)鹞落坪保护区乡村聚落空间格局呈现出显著的功能区分异特征,核心区、缓冲区聚落规模小、形态复杂、分布稀疏,而实验区聚落规模大、形态规则、分布密集;(2)地形、水系、道路对保护区聚落空间格局有显著影响,区内聚落主要分布在海拔800 m以下,坡度15°以下,距河流、道路200 m以内的区域;(3)保护区聚落空间格局还与人口分布、经济发展、保护政策等社会因素密切相关。     

兰州—西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析

明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州—西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州—西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心—外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995—2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。     

长三角地区乡村发展评价及时空分异特征

以长三角地区作为典型案例地,构建乡村发展评价指标体系,运用改进熵值法测度2000—2018年长三角地区乡村发展水平;综合运用GIS空间分析、ESDA模型等方法分析2000—2018年长三角地区乡村发展分异特征,并运用多元回归模型揭示研究期间长三角乡村发展时空分异的影响因素。结果表明:长三角地区乡村发展水平呈现出持续提升的演化态势,长三角乡村发展东—西向呈递减态势,南—北向呈倒"U"型空间形态。长三角乡村发展表现出"俱乐部趋同"的空间分布趋势;乡村发展局部热点区主要集聚在苏锡常沪、杭绍甬等地区,而冷点区主要分布在皖北地区,形成稳定的低值集聚塌陷格局。经济发展水平、农业现代化、城镇化及交通可达性是影响研究期间长三角乡村发展时空分异的驱动因子,政府政策因素对研究期间长三角乡村发展时空分异表现为宏观的导向效应。     

沈阳市农业生态系统空间分布梯度的分析

本文根据沈阳市107个乡镇的资料,采用主分量分析方法对沈阳市农业生态系统空间分布梯度进行了分析。结果表明,在地理生态环境条件和社会经济条件综合作用下,形成了以沈阳市区为中心的环状分布梯度格局,依次分成城市型、近郊型、远郊型和农村型农业生态系统;并结合空间分布梯度规律探讨了不同类型农业生态系统发展战略问题,旨在对城乡结合部农业研究提供参考,同时,为地方政府领导决策服务。     

玄武湖菹草种群空间格局分析及其环境效应

大型水生植物的分布格局与空间尺度有着密切关系,传统的分析方法只能分析一种尺度下的格局。引入点格局分析,以种群空间分布坐标点图为基础,分析各种尺度下的种群格局。运用点格局分析对玄武湖菹草种群的空间分布格局进行研究,并结合N、P等水质指标探讨其环境效应。结果表明,玄武湖菹草种群分布集群特征明显,且在尺度232~344m内聚集最为明显。从水质监测结果看,菹草种群有利于改善水体环境,无种群区的TN、TP和NO3-N浓度明显高于有种群区;溶解氧(DO)则表现为有种群区高于无种群区。菹草在空间分布上的明显规律性,会进一步导致水质参数的空间异质性。     

东北典型黑土区农村居民点对水土流失影响研究

从人地关系视角探究典型区域农村居民点布局对生态环境的影响,对合理优化农村居民点分布格局、保障粮食安全具有重要战略意义。以东北典型黑土区克山县为例,综合运用分散度统计、核密度估计、空间关联测度模型等空间分析方法,揭示1988—2018年克山县农村居民点时空演变规律;结合修正通用RULSE模型,采用景观指数分析和广义变异系数的灰色关联度量化模型,探讨农村居民点分布特征对水土流失的影响。结果表明:(1)近30 a来,克山县农村居民点数量急剧增加,分散化趋势明显,以高密度多核心集聚、低密度广泛分布为主要空间分布特征,分布重心向东北部迁移。(2)研究区水土流失以微度、轻度和中度侵蚀为主,水土流失强度空间分布格局与农村居民点的空间分布格局呈现一致性。(3)研究区农村居民点分布特征因子与水土流失面积的关系存在差异,农村居民点分布范围与密度对水土流失具有较强作用。     

澜沧江下游景观破碎化时空动态及成因分析

景观破碎化深刻影响着景观格局和过程。以澜沧江下游城市——景洪市为研究区域,选取2000、2005和2010年的景观类型数据与对应的SPOT-NDVI遥感数据,对比了移动窗口法和空间自相关法在指示景观破碎化时的精确性和可应用性。采用300 m的移动窗口边长,选取蔓延度指数(CONTAG)、景观形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、最大斑块指数(LPI)和香农多样性指数(SHDI),利用移动窗口法将景观指数空间可视化以指示景观破碎化特征。研究表明,不同景观类型的NDVI值均在0.6以上;2000年、2005年和2010年,Moran’s I值均在0.78以上;进一步分析了NDVI的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明NDVI呈"高—高"自相关的地区大多为常绿阔叶林地带,而NDVI呈"低—低"自相关的地区大多为建筑用地和耕地分布广泛的区域。统计各景观类型的景观指数和空间自相关指数后发现,对于常绿阔叶林和未利用地等景观类型,局部自相关指数高的区域,CONTAG值也高,而LSI值较低,这表明该类景观类型斑块较少且完整,破碎化不明显。通过比较不同景观类型的景观指数和空间自相关系数,发现两种方法在指示景观破碎化上具有良好的可比性。同时,提取了海拔、坡度、坡向、地形起伏度和地面粗糙度等地形因子,分析了NDVI和地形因子之间的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明研究区植被分布在一定的程度上由海拔、坡度、地形起伏度和地面粗糙度所决定。本研究为综合景观指数与空间统计分析揭示景观格局变化和空间异质性提供了参考,并通过景观格局与地形因子的相关性分析进一步解释了景观格局变化与环境变化的生态意义。     

林分密度对半分解层凋落物现存量空间异质性的影响

以吉林省汪清林业局金沟岭林场4块1 hm2天然云冷杉针阔混交林为研究对象,探究用传统方法及ArcGIS核密度分析方法得到的两种林分密度(以下分别简称传统林分密度与点林分密度)与半分解层凋落物现存量的空间异质性,以及林分因子对半分解层凋落物现存量空间异质性的影响.采用地统计学方法,获得点林分密度与凋落物现存量的空间格局图,同时对林分因子与凋落物现存量的相关性进行分析.结果显示:仅在样地IV,凋落物现存量与传统林分密度及点林分密度呈极显著正相关(P 0.01),与胸径呈显著正相关(P 0.05),而其他3块样地的凋落物现存量与林分因子的相关性均不显著;样地I与样地IV的两种林分密度值差异显著;样地II凋落物现存量的空间异质性更多地受到随机因素(即人为因素)的影响而表现为大面积块状分布,其余样地的空间格局均为离散型分布.本研究表明在进行空间异质性研究时,采用点林分密度要优于传统林分密度;点林分密度对凋落物现存量的影响并不一致,当点林分密度在1 700-1 900株/hm2时,二者呈显著正相关;凋落物现存量的空间异质性受到点林分密度空间异质性的影响,同时也受到其他结构因素与随机因素的影响.(图2表4参28)     

资源枯竭型城市生态保护修复关键区识别研究：以江西省大余县为例

依据"生态安全格局-关键区-保护修复策略"思路,以江西省大余县为研究区,识别生态源地、生态"夹点"、障碍点、断裂点和破碎生态空间等关键区数量及空间分布,提出生态保护修复类型区及其相应措施。研究结果表明:(1)大余县生态源地共147.36 km~2,涉及林地、水域和草地,生态廊道69条,呈现出两横五纵的空间特征。研究识别生态"夹点"12处,生态障碍点13处,生态断裂点23处,破碎生态空间57.46 km~2。(2)生态保护修复类型区包括矿山修复区、山水治理区、农田整治区、农村建设用地整治区和交通用地优化区,建议分别采取矿山复绿、山体治理和水污染防控、农用地整理和耕地污染防控、居民点整合和农村道路复垦、建立野生动物通道和沿线植被恢复等策略。(3)基于生态安全格局构建,从区域整体视角识别生态保护修复关键区,依据关键区所覆盖土地利用类型划分生态保护修复类型区,并以此为基础提出系统性的保护修复策略。研究结果有助于资源枯竭型城市生态系统从关键点、线、面的修复工程向山水林田湖草系统修复推进。     

京津冀县域城镇化与景观格局变化的协调性研究

通过建立县域城镇化与景观格局评价体系,分析了2005—2014年京津冀地区165个县(市、区)城镇化和景观格局的综合水平,应用协调发展度模型,对二者的协调度进行了定量评估,并将其发展模式与"长三角"城市群进行对比分析,最后对二者协调发展地区差异的驱动力进行了探讨。结果表明,(1)城镇化综合水平呈现较大的空间差异:高值区集中在京津城区和各地级市辖区,由此形成以北京城区为中心的团状分布格局和以河北各市辖区零星散布的点状分布格局;低值区数量占整个研究区80%的比重,这种城镇化模式与"长三角"城市群的多核心模式不同。(2)景观格局变化剧烈:从类型水平指数看,大多数景观类型的斑块密度增加、破碎化、不规则化;从景观水平指数看,高值区呈先增后减的态势,集中在冀东、冀西沿线和滨海新区,由此形成沿冀西陆地和沿冀东海岸的近似条状分布格局,中值区的分布则比较零散,低值区分布在冀东南、冀东北、北京东部、天津中部地区。(3)城镇化与景观变化发展失衡:3个时期城镇化与景观格局的协调区都集中在京津城区、渤海湾海岸沿线,失调区集中在北京城区外围及河北各市辖区外的所有区域,且经济因素是区域失衡的主要驱动力。     

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.     

三峡库区(重庆段)景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响

以具有重要生态地理位置的三峡库区(重庆段)为研究区,结合2000—2015年Landsat TM数据,运用统计和网络分析法,从时空角度研究景观格局和生态系统服务价值的变化及其两者间的相互关系。结果表明,整体而言,研究区耕地和林地所占比例较大,草地、水域、建设用地和其他用地所占比例较小,建设用地面积增加最快;从时间上看,2000—2015年斑块密度、最大斑块面积指数呈先减少后增加的趋势,聚集度最大值和香农多样性指数最小值出现在2010年;2000—2015年生态服务价值总量先增加后减少,2010年达最大;从空间上看,景观破碎度逐渐从库区东北、东南向各区县建成区及主城区转移,东北与东南地区的景观完整性逐渐提高;生态系统服务价值低值区集中于各区县建成区,主城区生态服务价值最低,长江流域西侧的生态服务价值低于东侧。合理的景观格局对提高该区域的生态系统服务价值具有重要意义。     

利用景观梯度法分析张家港市城市景观变化

在遥感与GIS技术平台的支持下,利用景观格局梯度法分析了张家港市各土地利用类型的景观格局及其时空分布特征.研究结果表明,2002-2006年,张家港市城市景观格局总体变化明显,城镇用地增长22.10%,农业用地则减少14.96%.在空间上,呈现出城市一城乡交错带一农业区的变化特征;在时间上,整体样带体现出斑块密度升高、...     

兰州市郊红砂种群数量动态与分布格局

对兰州市南北两山天然分布的红砂种群数量动态和空间分布格局进行研究。利用地径回归得到红砂种群年龄结构,编制静态生命表,进行生存分析及谱分析,计算红砂种群年龄结构动态指数,以揭示种群数量动态特征;采用扩散系数、负二项指数、平均拥挤度、聚块性指数、扩散型指数、丛生指数、Cassie指数和Green指数8个分布指标判断红砂种群时空尺度上的格局类型。结果表明,南北两山红砂种群密度、盖度适宜,动态指数均大于0,呈现增长型,并存在明显的周期性;种群以中幼龄植株为主体,各龄级的死亡率基本平稳,但在第Ⅱ过渡到第Ⅲ龄级时,出现死亡高峰,存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型。种群时空异质性明显,阳坡的红砂种群呈现聚集分布,阴坡则多呈现均匀分布;不同发育阶段红砂种群分布格局呈现明显递变规律,幼龄阶段聚集度高,随着年龄增大,聚集性大幅减弱。     

上海市公园植被景观格局

在GIS技术支持下,应用景观生态学方法,选取植被景观构成、斑块密度、边缘密度、聚集度指数、蔓延度、Shannon多样性指数、景观连接度指数等景观格局分析指标,从植物群落角度对上海市建成区范围内的5个公园进行植被景观格局分析.结果表明:(1)在所调查的五个公园中,植被基本以常绿阔叶林为主,其次是落叶阔叶林,存在物种多样性较低、群落结构简单的问题;(2)研究区内的景观主要受到少数几种植被类型控制.且优势斑块空间分布较为集中,不同植被类型连续性较好,在功能和生态过程上联系紧密;同一类型的植被邻近程度较高.除优势斑块外,其他景观类型分布较为均匀,空间异质性程度较大,物种的空间配置比较多样化;(3)有些公园因为存在大面积的人工建筑使得相同类型的植被在空间上被分割,从而出现破碎化程度较高、景观边缘密度较大、蔓延度较低等的问题.