重庆市不同空间尺度建设用地演进特征与景观格局分析

研究不同空间尺度下城市土地利用的演变过程和变化特征,有助于深入了解和揭示城市土地利用演变时空差异和内在影响机制。以重庆市主城区为例,基于研究区1978~2013年多时序的MSS和Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用Arc GIS技术和景观格局分析理论,从研究区整体尺度、区域尺度和各区尺度等3种空间尺度对研究区建设用地演进特征和景观格局动态变化进行分析。结果表明:(1)1978~2013年研究区不同空间尺度建设用地面积变化趋势基本相似,综合扩展程度指数变化特征也存在一定的规律。在2001年之后研究区建设用地演进过程由低缓发展向高速递增阶段过渡,各区尺度建设用地扩展深受地貌、经济、政策、交通等影响因素的干扰;(2)在不同空间尺度新增斑块数目对比中,边缘扩展模式与跳跃扩展模式的主导优势先后发生3次转换,而在新增斑块面积比对比中边缘扩展模式始终保持绝对优势,填充扩展模式分别在新增斑块数目和面积比的比较中均处于弱势;(3)随着时间的变化,就整体尺度上景观指数变化而言,景观破碎度和景观多样性明显增加,斑块形状趋于简单和规则化,斑块之间连通性不断提高,与城市化进程趋于吻合。但区域尺度和各区尺度深受国家政策环境的影响,景观指数变化则相对复杂。研究结论有助于从空间尺度对城市扩展信息进行挖掘和理解,为其城市规划和土地管理提供一定的科学依据。     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区，基于1985和2002年土地利用空间数据，结合土地利用变化的驱动因子，运用马尔科夫模型和CLUE S模型，模拟了研究区2020年土地利用的空间格局；在此基础上，通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析， 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势，未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加，耕地、林地面积减小，研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上，斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势，而斑块平均面积减小，表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点；而从斑块类型水平上看，各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大，反映了生态系统的复杂性.     

高潜水位煤矿区土地利用景观格局分析与模拟预测研究——以沛北煤矿区为例

我国东部高潜水位煤矿区因煤粮复合、煤水复合、煤村复合成为我国土地复垦难度最大的典型地区之一；研究高潜水位煤矿区土地利用景观格局的时空演变规律，可为制订有效的土地复垦策略提供重要的科学依据。本研究选择位于江苏省徐州市的沛北煤矿区为例，选用1995年TM、2005年ETM+和2015年OLI遥感影像作为数据源，运用土地利用转移轨迹、景观格局指数等分析其景观格局变化特征，并采用CA-Markov模型预测了2025年研究区的土地利用景观格局。结果表明：(1) 研究区景观变化轨迹趋势明显，耕地主要流向建设用地、塌陷积水区、水域和湿地；园林地转变为建设用地和耕地；塌陷积水面积的增加主要来源于建设用地和耕地，贡献比例分别为47.68%、19.20%；(2) CA-Markov模型情景模拟结果表明：2015～2025年，耕地、水域和湿地面积减小；建设用地和塌陷积水面积明显增加；(3) 景观格局指数分析结果表明：在类型水平上，耕地、水域和湿地是主导优势地类，但耕地、塌陷积水、水域和湿地破碎化程度较高；景观水平上，景观格局总体边缘形状趋向简单。综上表明，研究区土地利用景观变化源于区域城镇化进程加快、因采矿活动导致的地表沉陷积水情况加重；建议提前编制预计塌陷区的防治及已塌陷区的规划治理方案。 关键词： 景观格局演变；煤矿区；高潜水位；土地景观格局；CA-Markov模型     

环太湖景观生态格局变化研究——以苏州市吴中区为例

在RS和GIS支持下，通过对1984和2002年TM影像解译，分析了研究区景观格局动态变化，并利用逐步回归方法研究了景观变化的人文驱动力。结果表明，研究区景观发生剧烈变化，特别是耕地向水域、城镇用地和其它非农建设用地转变迅速，其中耕地的减少占土地利用总减少面积的79.3%，建设用地和水域的增加分别占土地利用总增加量的63.5%和36.5%。城镇、工矿等人文景观斑块面积增大，并趋向集中；林地与耕地等自然、半自然景观类型斑块破碎度增加，分布趋于分散；耕地与城镇景观类型的斑块形状日趋复杂；耕地的突出优势变小，整体景观异质性程度上升。受区位和地形的影响，在苏州城区附近和东部平原区耕地流失强度较大，18年耕地重心向西南方向偏移了4.74 km。景观变化的人文驱动因素是人口增加、基本建设投资扩大、大量外资涌入和以旅游业为主的第三产业增长。     

武汉市湿地景观格局变化研究

在遥感和地理信息系统支持下,利用1996年和2001年两个时期的Landsat TM假彩色合成影像作为信息源,选取斑块密度、斑块分维数、景观破碎度、景观多样性、优势度和均匀度等指标,对武汉市湿地景观格局的变化进行定量分析,并利用马尔科夫转移矩阵模型研究各类景观的转化情况。研究结果表明,1996~2001年间,该研究区的湿地景观格局在人类活动的影响下发生了较大变化,湖泊面积减小,人工湿地面积增加,湿地景观趋于破碎化,景观分布趋于均匀。     

普定县岩溶洼地的景观格局分析

岩溶洼地是我国西南地区典型的岩溶地貌类型之一,是国家进行环境治理和扶贫的重点区域。采用GIS与景观格局指数分析相结合的方法,对贵州省普定县岩溶洼地景观空间格局进行研究。依据各洼地斑块的面积大小,将洼地分成大型、中型和小型洼地3类。选取斑块数、斑块密度、面积周长分维数、平均临近指数、蔓延度指数、连接度指数、聚集度指数、散布与并列指数、Shannon多样性指数等9类景观格局指数,从整体景观水平和斑块类型水平这两个方面对岩溶洼地景观格局进行了分析。研究结果表明:普定县的洼地集中分布在南部和西北部;从总体景观水平上来看,景观受干扰的程度较大,结构比较复杂,类型比较丰富,异质性较强,整体景观分布较为离散,但各景观类型分布较为聚集;从斑块类型水平上来看,洼地景观类型相比非洼地景观类型、小型洼地景观类型相比大型洼地景观类型均呈现出斑块数多、破碎化程度高、聚集度略低、受自然条件制约程度高的特点。     

近30年来黄河三角洲耕地轨迹转化及驱动力研究

黄河三角洲是山东省乃至全国重要的土地增长区和耕地资源储备区,耕地是研究区最重要的景观类型之一。通过Landsat TM/OLI遥感影像解译,获取黄河三角洲1986、1992、1998、2004、2010和2016年6个时期用地类型分布,使用轨迹分析法分析耕地轨迹的时空变化。借助斑块占景观面积比例指数(PLAND)、散布与并列指数(IJI)、面积加权平均斑块分维指数(FREAC-AM),分析不同耕地转化类型的景观格局。选择自然环境、社会经济和区位因素3大类共13个影响因子,利用Logistic回归模型对耕地转化进行驱动力分析。结果表明:①1986—2004年黄河三角洲耕地面积由1 390. 16 km~2,增长至2 184 km~2,2016年减少至2 138. 88 km~2,1986—2016年间研究区耕地和耕地占三角洲总面积比例呈先增长后下降趋势。30年间未利用地向耕地转入322. 46 km~2,是耕地增加的主要来源,耕地向建设用地输出107. 82 km~2,是耕地转出的主要去向。恒定非耕地主要分布在河口区和垦利区,间歇性耕地主要分布在河口区,转入耕地主要分布在垦利区,恒定耕地与转出耕地在各县区均有分布。②耕地是黄河三角洲最重要的景观类型之一,耕地轨迹占研究区总面积的62. 75%。间歇性耕地和恒定耕地的IJI指数分别为89. 84%和78. 20%,表明间歇性耕地和恒定耕地周边的耕地变化复杂,相邻景观类型最多。同时,间歇性耕地FREAC-AM指数为1. 22,还是研究区耕地转化轨迹中形状最复杂的类型。③Logistic分析表明,地理区位是黄河三角洲耕地转化的主要驱动因素,距海岸线距离(贡献率1 832. 730)、距黄河距离(贡献率589. 109)、人口密度差(贡献率408. 403)、距乡镇距离(贡献率398. 933)是耕地转入的主要驱动因子。距海岸线距离(贡献率1 914. 205)、距乡镇距离(贡献率763. 96)、距黄河距离(贡献率142. 210)是耕地转出的主要驱动因子。     

三峡库区腹地规模农地空间分布规律

山区农业转型对于我国山区耕地可持续利用效率、土地整治方向以及生态建设方向具有一定的指导意义,渝东北生态涵养发展区是重庆市农用地整治项目的主要分区,通过定义作为农业转型产物的"规模农地"相关概念及其判读标准,旨在提出一种新的研究路径对重庆市典型山区地貌的耕地利用现状给予指导和改善意见。首先选取三峡库区腹地5个区县为研究区,并结合研究区实际对"规模农地"进行等级划分,利用Arc GIS10.2等软件通过景观格局指数、核密度测算、空间自相关等方法从斑块特征、数量分布、空间格局三方面对研究区内规模农地的空间分布规律进行探讨。研究表明:(1)不同类型规模农地斑块特征呈现一定的规律性,小规模农地斑块密度最大为6.004,大规模农地平均最近指数MNN值最低为643.401,且农地规模越大,面积加权平均斑块分维数AWMPFD值和聚集度AI值越高;(2)中、大规模农地数量多集中在奉节县,微、小规模则多集中在巫山县,且规模农地自身及其相互之间存在固定的邻接性规律,即同类斑块之间的邻接性与其斑块大小成反比,不同类型斑块之间则与之相反;(3)研究区规模农地整体空间分布主要集中在奉节县中部以及巫溪县东部,沿江流域的平坝地区分布相对密集,且不同类型规模农地在空间上存在明显的自相关性。     

洪泽湖地区土地利用与景观格局演变

基于多时点 TM/ETM影像解译数据，运用遥感、GIS和景观生态学方法，分析洪泽湖地区近 18 a的土地利用变化和景观格局演变过程，揭示该地区内各种土地利用时空变化特征，并得出3个时期景观类型分布特征、景观格局变化的趋势及特征。结果表明：（1）区域内土地利用变化显著，整体处于不平衡的状态，主要表现为耕地持续减少、建设用地迅速增加、林地先增后减及草地和水域略有增加；（2）研究区景观结构和景观异质性发生了较大变化，斑块数目增加、平均斑块面积减少，景观多样性指数、景观均匀度指数总体上升，在区域景观破碎化程度加剧的同时，各景观类型间差异缩小，景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后，指出人类活动，尤其是经济建设是土地利用景观格局变化的主要因素，并对地区的生态可持续发展提出了相应建议     

镇江市丘陵区乡村聚落空间格局特征及其影响因素分析

以镇江市丘陵区的乡村聚落为研究对象,利用景观格局分析方法和GIS空间分析方法,探讨镇江市丘陵区乡村聚落空间格局特征及其影响因素。结果表明：镇江市乡村聚落空间格局呈现出十分显著的东西分异特征,整体上镇江市东部地区的乡村聚落规模小、空间分布密集、聚落形态较为规则;而中西部地区乡村聚落规模大,空间分布稀疏,且聚落形态较破碎;镇江市乡村聚落空间格局受地形、经济、交通、水系、耕地分布等因素的影响较大,聚落分布具有低海拔区位取向;经济发达区的乡村聚落景观斑块面积小,但斑块密度大,而经济欠发达区的乡村聚落景观斑块面积大,但斑块密度小;乡村聚落距离道路500 m及水系1 000 m的区域内空间分布最为密集;同时乡村聚落与耕地空间分布具有显著的趋同性规律     

GIS支持下的岷江上游流域景观格局分析

在GIS技术支持下，利用2000年遥感资料，在土地利用分类基础上编制景观类型图；运用生态学与景观生态学的基本原理，选取景观斑块数、变异系数、分维数、分离度、破碎度等反映景观空间格局的指数，从景观斑块特征、景观形状、景观异质性以及景观的空间分布等方面对岷江上游流域的景观格局进行了分析。结果表明：①草地与林地构成了研究区景观的主体，二者面积占研究区总面积的95.12%，草地因其面积最大而成为整个景观的基质；②研究区幅员辽阔，以藏、羌族为主的少数民族居民喜好聚居等特点，使得耕地、城乡居住建设用地出现小聚居、大散居格局，其分离度与破碎度均较大；③因研究区海拔高差大，整个景观格局呈现出明显的垂直分布特征，从山谷到山顶依次按照城乡居住建设用地—耕地—林地—草地—水域—未利用地的顺序分布。     

向家坝工程扰动区的景观变化及其生态恢复

大型水利水电工程扰动常造成土地利用的显著变化。为研究工程扰动对景观的影响以及采取修复措施后的景观生态效果，以向家坝水利水电工程建设为例，以工程扰动区的航空摄影图像分析和野外样地调查为手段，分别针对工程区域在被扰动前（2004年）、扰动后（2006~2007年）和进行恢复重建之后（2008年）的3个代表年份展开了区域景观变化及现有生态恢复工程对生态景观恢复效应的研究。选取景观破碎化指数、多样性、优势度和景观形状指数4个参数，量化分析了向家坝工程建设区整体景观结构特征，包括不同阶段景观格局变化、景观斑块类型面积与斑块数量变化、斑块破碎化和斑块形状变化，以及各年份景观指数和各景观类型破碎化指数变化等。此外，从景观生态学原理的角度，提出了向家坝工程扰动区将来实施生态恢复重建的对策措施。其中特别强调扰动区今后的生态恢复工作应在科学规划扰动区景观格局和功能的基础上，注重景观连接性的建设，同时不断改善群落结构和丰富物种多样性     

东洞庭湖湿地景观变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,对东洞庭湖1989和2001年两个时段的TM（ETM）卫星影像进行了遥感解译。应用景观生态学的理论和方法,对不同景观类型的斑块和面积大小、形状特征进行分析,计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数。定量分析和〖HJ〗研究了1989~2001年东洞庭湖湿地景观的动态变化,结果表明,由于泥沙淤积,东洞庭湖湿地的面积正在日益缩小,湿地景观多样性和均匀度下降,景观优势度和破碎化程度增加,说明东洞庭湖部分湿地景观逐渐从以小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局向大斑块、类型较单一的景观格局演变。     

快速城市化对滨海城市景观格局演变的影响

本文综合应用面向对象的决策树和景观格局指数方法,分析厦门城市景观格局演变过程,旨在揭示快速城市化背景下的滨海城市景观格局时空演变格局。研究结果表明:11987—2007年20年间厦门城市景观整体破碎度增加,景观最大斑块指数先小幅增加而后逐年递减,各斑块类型分布趋于均匀,反映了随着社会、经济发展对土地资源需求程度加大,人类在本地区的开发活动增强。2在斑块类型指数中,森林面积先减后增,退耕还林、荒山及城市绿化等措施使得森林景观趋向良性发展;建设用地和水域面积持续递增,农田面积单调递减,反映城市建成区大肆扩张占用农田,以及受经济利益驱使的水产养殖业围田造湖、造塘的突出问题,城市、郊区建成区有连接成片的趋势。3森林于2007年超越农田成为滨海城市厦门的优势景观类型。4景观指数法适用于在快速城市化中景观格局时空演变的定量分析,可为相关滨海城市景观生态学研究提供方法借鉴。     

洞庭湖区湿地景观指数选取与格局分析

在遥感与地理信息系统的支持下，从2000年的LANDSAT TM影像中提取洞庭湖湿地信息，结合景观结构分析软件FRAGSTATS计算湿地景观指数，采用主成分分析法与方差矩阵分析法选取最能表征湿地结构及功能的核心景观指数，分析洞庭湖区湿地的景观结构特征及功能状态。研究表明：Shannon多样性指数、斑块面积标准差、斑块丰富度密度与景观类型平均分维度最能反应湿地景观的信息及特征；研究区景观格局的空间差异性与组织结构状态具有明显的不均衡性，湿地景观类型比例不均，水田与湖泊景观优势显著；以洞庭湖核心区滨湖的县市和远离湿地核心区的县市为两大群体，在景观格局复杂性和多样性状态中表现出两大群体相似的特征。     

丘陵山地土地整治区与非整治区景观梯度格局对比分析

本文以重庆市綦江区2001—2013年土地整治项目布局图为基础,利用景观指数分析法,对比分析了土地整治区与非整治区景观梯度格局特征。由此得出:地形地貌决定了丘陵山地非整治区土地利用景观格局,土地整治工程显著地改造了整治区景观格局。建议今后仍应积极开展耕地整治工作。     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响——以四川名山县为例

基于RS和GIS的支持,以名山县为研究案例,分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局,以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示:1975～1999年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少,分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快,城镇用地大幅增加,成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展,中丘区成为农业生产的主要场所,水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位;园地在低山区分布面积有所增加。1999～2005年基本维持1999年景观格局,居民及建设用地继续增长,尤其在低丘区表现明显;低丘和中丘区斑块总数减少,各景观要素平均斑块面积增加,形状指数和分维数降低;高丘、低山区水田、旱地减少,园地面积增加。     

长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例

基于浙江省嘉兴市1979~2012年的土地利用数据,评估了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了30多年来嘉兴市土地生态系统服务价值的动态变化及其对土地利用变化和景观格局变化的响应。结果表明:(1)1979~2012年,嘉兴市建设用地面积变化最大,增加了136.6%,相应的耕地面积减少了15.5%。(2)1979~2012年,嘉兴市景观破碎度指数从0.6531上升到0.8762,随着城市化进程的加剧,耕地景观破碎度指数不断增加、聚集度指数减小。(3)1979~2012年,嘉兴市的总生态系统服务价值减少了14.7%,2000~2012年嘉兴市总的生态系统服务价值减少尤为显著,生态系统各单项服务价值整体也呈现下降趋势,耕地为嘉兴市提供的生态系统服务占嘉兴市总生态系统服务的70%以上。(4)运用相关分析方法对嘉兴市土地利用类型和景观格局对土地生态系统服务价值的影响分析表明,耕地和水域与生态服务价值呈正相关,而建设用地和未利用地与生态服务价值呈负相关;景观多样性指数(SHDI)和耕地破碎度指数与生态系统服务总价值呈显著负相关关系。     

川东平行岭谷区土地利用变化时空分异特征

川东平行岭谷地区生态地位十分重要，研究其土地利用变化及其影响因素具有重要的意义。利用1986、2000和2007年的Landsat TM影像，辅以10 m分辨率的SPOT影像和野外调查，结合土地利用程度、土地利用效应指数探讨了平行岭谷地区土地利用/土地覆被的空间格局和变化轨迹及其相应的生态效应。结果表明，研究区土地利用格局受地形空间分异明显控制；1986~2007年，土地利用变化总体特征是建设用地、水体增加，耕地减少，耕地 耕地 建设用地变化迹线占1986~2007年建设用地变化量的6647%，建设用地的增加主要以2000年后的耕地转入为主；邻近主城所在地的岭谷条带土地利用程度指数增加快于相隔较远的其它各区；总的说来，土地利用效应的增加和强化大于恢复和减少。研究区土地利用变化的因素可归纳为主城区的通道效应、岭谷区交通线的节点效应和河流廊道引起的土地利用变化。进一步的研究应揭示平行岭谷地区通道驱动效应和低山阻隔效应综合作用下土地利用演变过程和景观生态多样性的维持机制，模拟通道驱动效应与生态安全双重约束下的土地利用优化格局     

RS与GIS支持下的南京市景观格局动态变化研究

利用1986、1994、2000年的TM图像和2000年的土地利用现状图,运用GIS和核心景观指数研究南京市自1986年以来景观格局的动态演变规律。结果表明：南京市在快速城市化的过程中,城市景观结构的变化主要表现为耕地、绿地、水体和未利用地等自然或半自然景观向城市、农村居民地、工矿用地以及交通用地等人文景观转变;景观的多样性增加,斑块的平均面积增大,分离度、破碎度和孔隙度减小,城市的开发趋向有序化、规模化;但由于人类活动作用方式或作用程度的不同,不同的景观类型在同一时间段,或者同一景观类型在不同的时间内空间格局的转变模式不同,1986~1994年城市扩展的速度很快,开发比较混乱,城市、农村居民地和交通用地等人文景观的面积大幅增加,耕地、绿地和未利用地的面积大量减少,斑块分布不均匀,空隙度增加,1994~2000年城市扩展的速度减慢,开发趋向有序化,除耕地外,其他景观类型的分离度、破碎度和孔隙度减小,空间分布趋向均匀。