基于LUR模型探究城市景观格局对PM2.5浓度的影响——以长株潭城市群为例

随着城市化进程的加快，空气污染问题已成为中国最主要城市问题之一，严重影响公众健康。当前微观尺度下空气监测点周围景观格局对PM25浓度影响的研究较少，以长株潭城市群为例，选取地形、污染源、人口、道路交通、土地利用与城市景观格局6大类预测变量，其中城市景观格局选取边缘密度、连续度、形状指数、斑块平均面积、蔓延度、均匀度指数7个景观指数，运用逐步线性回归模型，探究城市景观格局对PM25浓度的影响。研究结果显示：（1）所选取的土地景观格局指数可以解释研究区PM25浓度的732%的变异，模型拟合较好；（2）影响PM25浓度的土地利用类型包括建设用地、林地、草地与水体。微观尺度下城市各类型景观格局中连续度和形状指数对PM25影响显著，建设用地连续度越高，分布越集聚，PM25浓度越高；水体形状指数越小，形状越简单规则，越易降低PM25浓度；（3）城市整体景观格局中，景观聚集程度与景观多样性等因素对PM25浓度产生重要影响。减少景观内各类型斑块的离散分布，使各景观类型均匀分布于整体景观内，有助于降低PM25浓度。研究结果可为未来大气防治与城市规划提供参考依据。〖HJ1〗〖HJ〗〖JP+1〗     

夏季城市景观格局对热场空间分布的影响——以武汉为例

城市热岛效应是城市生态环境状况的综合体现，探讨城市景观格局对热场空间分布的影响机制对于优化城市空间布局、提升城市生态环境质量有着重要意义。选用2016年7月23日Landsat8遥感影像进行武汉主城区景观类型划分和地表温度反演，从斑块、斑块类型、景观水平3个级别选取所有常见景观指数表征城市景观格局特征；按3 km×3 km大小的网格将武汉市主城区进行格网划分，构建格网内各景观格局指数与地表温度的关系，并进行主成分综合回归分析，探讨城市景观格局影响夏季热场空间分布的主要特征。结果表明：（1）76%的景观指数与地表温度的线性关系在0.01的置信水平是显著的，但各景观指数之间相关性较强，信息交叉重叠严重。（2）在所有景观指数中，对地表温度影响最大的依次是水体斑块类型面积（CA_W）、建设用地斑块类型所占景观面积比例（PLAND_C）、绿地类型核心斑块占景观面积比（CPLAND_G）、绿地类型相似度均值（SIMI_MN_G）及绿地类型邻近指标均值（PROX_MN_G）。（3）当其他因素不变时，格网内建设用地每增加10%，地表温度上升1.0℃；水体面积每增加10 hm，地表温度下降0.2℃；绿地核心面积比例每增加10%，可降温1.0℃；相似度均值和邻近度均值每增加0.1，可降温0.09和0.08℃。 关键词： 景观格局；热场；格网化；多因子；热岛效应     

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。     

城市地表形态对热环境的影响——以上海市为例

基于遥感与GIS技术,利用Landsat7-ETM+影像反演地表温度,用社会经济统计数据、土地利用现状数据和道路交通网络数据计算城市景观形态参数以表征地表特征,从行政区(县)、5km间距同心环带和局部区块3个水平上划分空间单元建立数据样本,分析城市地表形态对热环境空间分布格局的影响。结果表明:(1)景观混合度和景观分裂度对地表温度有恒定的负向影响,区块连通性与地表温度负相关;(2)景观分裂度对热环境的影响取决于地类属性:分裂度大的增温地类,地表增温效应弱;分裂度大的降温地类,地表降温效应强;(3)人口密度和经济密度可对地表温度产生恒定正向影响;(4)人口密度、建设用地比例和房屋建筑比例是分布在区(县)尺度、同心圆环尺度和典型区块尺度上影响地表热环境最显著的地表形态要素。     

道路交通网络与城市土地利用时空耦合关系——以南京市为例

城市的扩张与道路交通的发展是相辅相成的。道路建设造成了城市景观的破碎化，使城市景观呈现不同的空间格局和空间异质性特征，并且这种空间异质性随着时间的变化而发生改变。在RS和GIS技术的支持下，利用1989、1999和2008年的Landsat TM/ETM+数据，以南京市为例对道路交通网络与城市土地利用之间关系进行了不同层次和尺度的空间分析。结果表明：1989～2008年近20 a来，南京市城市空间形态扩展迅速，建设用地面积从1989年的1003 km2增加到2008年的6847 km2；在不同时期，南京市城市化过程表现出不同的道路交通网络结构和城市空间扩展模式；由道路交通建设造成的局部区域的景观破碎度在一定程度上能够反映周边区域的土地利用强度；土地利用强度和由道路交通建设造成的景观破碎度均表现出显著的空间自相关性，随时间推移，这种特征愈加明显，并且二者在表征城市空间拓展方面具有较高的耦合度；受其他辐射中心的作用，交通干线周边地区土地利用强度并未表现出距离指数衰减效应     

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。     

基于多元数据的景观格局演变及其影响因素——以流沙河流域宜东段为例

利用1985年和1994年两期土地利用现状图及2003年遥感资料，在ArcGIS 9．0平台上，选取多样性、均匀度、破碎度、分离度和分维数等指数，分析了流沙河上游汉源县宜东乡的景观格局演变特征及其影响因素。结果表明，景观整体多样性指数和均匀度指数增大，优势组分有林地对景观的控制作用不断减弱；景观整体破碎度增大，斑块间离散度增大，景观形状变得较为复杂。影响因素分析表明，集镇和主要公路的影响使得其周围景观的分布以人为景观旱地为主。地形因素中，居民点、水田在坡度15^o以下区域和平地、阴坡上广泛分布；有林地、灌木林和荒草地等景观在15^o以上坡度级分布较广，其中有林地阴坡分布稍高于其余坡向，灌木林分布阳坡多于阴坡，旱地在半阳坡出现分布峰值。     

县域农村居民点景观格局指数的空间粒度效应

利用ArcGIS 93软件从2009年全国第二次土地调查成果数据库中提取丰县农村居民点数据作为数据源，采用中心属性值原则得到20种空间粒度下的农村居民点景观格局，借助Fragstats 33软件对选取的8个景观指数进行计算，分析农村居民点景观格局的粒度效应并据此确定适宜粒度范围。研究表明：除景观面积指数及景观分离度指数外，其他景观指数的粒度效应较明显，即景观格局对空间粒度的依赖性较强，若避开粒度谈论景观格局意义不大；空间粒度由10 m增大到200 m，斑块个数、斑块密度、景观形状指数、景观结合度指数、景观聚集度指数均下降，最大斑块指数上升，说明最大斑块的优势度上升，斑块破碎化程度降低，斑块形状趋于规则，景观斑块间连接程度降低且分布趋向分散；综合各个景观指数的第一尺度域，研究确定丰县1〖DK〗∶10 000比例尺精度下农村居民点景观格局分析的适宜粒度范围为50～60 m，最佳粒度为60 m     

上海市青浦区景观格局的粒度效应分析

以上海市青浦区为研究区域，基于ETM遥感影像数据和GIS技术，采用优势规则栅格聚合方法，对分类的ETM数据进行了粒度变换。以景观格局分析程序Fragstats3．3为分析工具，从景观类型水平和景观水平上研究了景观格局的空间粒度效应。研究结果表明：（1）不同的景观类型、不同的景观特征指数对粒度响应存在差异：居住景观和道路景观是对粒度响应最敏感的两种景观类型；形状指数、聚集度指数、斑块数量指数对粒度响应的敏感程度较高，多样性指数、均匀度指数、景观面积比例指数、分维数对粒度响应的敏感程度较低；此外，还发现优势景观随着粒度增加面积增大，形状规则的景观对粒度响应敏感程度低。（2）景观指数的粒度响应曲线存在尺度转折点，且多出现在40、60、80、120m，其中第一尺度区域多为20～40m或20～60m。第一尺度域是选择适宜粒度的较好取值范围，所以本研究中所用景观类型图进行景观指数计算的适宜粒度范围为30-40m。（3）研究发现由不同指数表征相同的生态现象可能会出现相反的粒度效应，在一定程度上体现了景观指数量化景观格局的局限性。     

合肥城市绿地系统的景观生态评价

城市绿地作为城市结构中的自然生产力主体，在城市生态系统中起着重要的作用。为科学合理地评价合肥城市绿地系统的景观生态现状，建立较为全面、科学的评价指标体系，运用景观生态学的原理和方法，选取多样性指数、均匀度指数、破碎度指数、分离度指数、分维度指数、连通性指数等8个景观指数对合肥市城市绿地系统的景观格局进行研究和分析。研究结果表明，合肥市城市绿地生态格局总体上较好，绿地率和人均公园绿地面积较高；但也存在绿地分布不均，各种类型相差较大，破碎度较高，多样性程度不高，分形维数指数偏低，绿地景观的自然性和复杂性不够，连通度较低等问题。针对存在的问题，提出了合肥城市绿地景观生态规划的优化建议。研究结果为合肥市城市绿地景观生态系统的规划、设计提供了生态学依据，为“生态园林城市和森林城市”建设提供了理论依据     

长江沿岸中心城市土地扩张时空演化特征——以宁汉渝3市为例

基于国家新型城镇化与"T"字型发展战略理论内涵,选取长江沿岸上、中、下游中心城市重庆、武汉和南京为实证研究对象,以1980、1990、2000、2010年4期遥感影像资料为基础数据源,通过RS、GIS和景观生态结合分析,分别对其城市扩张强度、城市扩张类型和城市建设用地扩张弹性进行对比分析,并采用景观指数进行了进一步分析和验证,从而系统分析了近30 a来3个城市建设用地扩张的时空特征与内在机理。结果表明:(1)30 a来,南京、武汉和重庆3市城市扩张强度均呈明显上升趋势,总体呈现南京市>武汉市>重庆市,但2000年是一个分水岭,之后重庆市城市扩张增速赶超武汉市,南京市反而增速最低;(2)对城市扩张类型分析表明,南京市始终以边缘式增长为主;武汉市在2000年之前以飞地式扩张主导,2000年之后呈现边缘式增长;重庆市以边缘式增长为主,但2000年之后飞地式增长迅速;(3)从城市建设用地扩张弹性分析表明,1980~2010年南京市土地扩张相比城市人口开始减缓,而武汉市和重庆市在2000年以后城市扩张速度远远超过城市人口增长速度;(4)景观指数验证分析结果显示,遥感分析、地理信息分析和景观生态分析的结合能够很好反映城市建设用地的扩张过程及演化特征。     

Detecting spatiotemporal change of land use and landscape pattern in a coastal gulf region,southeast of China

Geographic information system (GIS), remote sensing (RS), gradient analysis, and landscape pattern metrics were coupled to quantitatively characterize the spatiotemporal change of land use and landscape pattern over the period 1988–2007 in a coastal gulf region, southeast China. The results obtained show an increase in cropland, buildup land, and aquiculture area and decrease in orchard, woodland, and beach area during 1988–2007. Landscape fragmented processes were strengthened and landscape pattern structure became more complicated in the last two decades in Luoyuan gulf region. The dynamics intensity of landscape pattern is stronger during 2002–2007 than that during 1988–2002. Spatial difference of urban–rural landscape pattern can be detected distinctively in two transects in terms of landscape metrics. Urbanization processes and the policy developed to transfer seawater into buildup land are two driving forces leading to the spatiotemporal change of landscape pattern in Luoyuan gulf region in the last two decades.     

城市旅游地景观格局演变与优化研究——以南京为例

城市旅游地景观格局是城市旅游与景观生态共同的研究热点。研究以南京为例,利用Arc GIS技术,以累积耗费距离及旅游地景观演化模型为分析手段,探讨了研究区自1991年以来的景观格局演变与优化问题。结果表明:(1)1991~2003年,旅游景观比重减少而非旅游景观增加;2003~2014年,旅游景观比重增加而非旅游景观递减。景观演化表现为先后台化再旅游化的特征。(2)河湖水面、公园与绿地、建设用地景观形状日趋规则化,林地、交通用地景观形状复杂度不断提升,景观破碎化程度加剧且多样性先上升后下降,表现出快速、高度城市化过程。(3)根据景观生态系统服务功能价值和空间作用,构建生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分来加强生态网络的空间联系,提出格局优化方案。(4)非旅游型城市景观应进一步转变为典型旅游景观,以保持景观旅游化及旅游地景观演化的可持续性。     

Measuring the effectiveness of landscape approaches to conservation and development

Landscape approaches attempt to achieve balance amongst multiple goals over long time periods and to adapt to changing conditions. We review project reports and the literature on integrated landscape approaches, and found a lack of documented studies of their long-term effectiveness. The combination of multiple and potentially changing goals presents problems for the conventional measures of impact. We propose more critical use of theories of change and measures of process and progress to complement the conventional impact assessments. Theories of change make the links between project deliverables, outputs, outcomes, and impacts explicit, and allow a full exploration of the landscape context. Landscape approaches are long-term engagements, but short-term process metrics are needed to confirm that progress is being made in negotiation of goals, meaningful stakeholder engagement, existence of connections to policy processes, and effectiveness of governance. Long-term impact metrics are needed to assess progress on achieving landscapes that deliver multiple societal benefits, including conservation, production, and livelihood benefits. Generic criteria for process are proposed, but impact metrics will be highly situation specific and must be derived from an effective process and a credible theory of change.     

Quantifying fluctuations in winter productive cropped area in the Central Indian Highlands

The Central Indian Highland landscape (CIHL) represents a complex, diverse, and highly human-modified system. Nearly half the landscape is cropland, yet it hosts 21 protected areas surrounded and connected by forests. Changing farming practices with increasing access to irrigation might alter this intensifying landscape in the near future particularly in light of weather variability. We analyzed a decade of remote sensing data for cropping patterns and climatic factors combined with census data for irrigation and demographic factors to understand winter cropping trajectories in the CIHL. We quantified ‘productive cropped area’ (PCA), defined as the area with planted crop that is green at the peak of the winter growing season. We find three primary trajectories in PCA—increasing, fluctuating, and decreasing. The most dominant trend is fluctuating PCA in two-thirds of the districts, ranging from ~2.11 million to ~3.73 million ha between 2001 and 2013, which is associated with village-level access to irrigation and local labor dynamics. In 58 % of all districts, clay soils were associated with winter cropping (p < 0.05). Increasing irrigation is associated with increased winter PCA in most (94 %) districts (p < 0.00001). We find strong negative association between PCA and land surface temperature (LST) in most (66 %) districts (p < 0.01). LST closely corresponds to daytime mean air temperature (p < 0.001) for available meteorological stations. Fine-scale meteorological and socioeconomic data, however, are needed to further disentangle impacts of these factors on PCA in this landscape.     

基于RS/GIS的武汉市九峰城市森林保护区景观结构特征及规划对策

大型的城市森林绿地是城市生态框架的重要组成部分，其景观结构的优化有助于城市生态系统结构与功能稳定。九峰城市森林保护区是武汉近郊最大的森林绿地。应用快鸟遥感影像并结合实地调查，在RS和GIS的支持下对九峰城市森林保护区的景观结构进行了分析，并探讨了森林景观的规划对策。结果表明：九峰城市森林保护区景观分为林地、农耕地、苗圃地、水域、建设用地、墓地、荒地、草地和裸岩9个景观类型，263个斑块，其中林地最多，占总面积的36.56%，占斑块总数的8.75%，为景观基质，但对景观过程的控制作用不强。建设用地和农耕地斑块形状最为复杂，易造成人类活动干扰的扩散。林地成片分布，破碎化程度较低，连通性较高，有利于其资源保护。九峰城市森林保护区表现出整体结构简单，局部结构复杂的特征。针对这些景观结构特征，提出了大幅提高林地比例，压缩建设用地和其他人类活动明显的景观类型面积，构建聚集间有离析的空间优化格局，加强荒地和裸岩的植被恢复，设置“踏脚石”斑块和建立保护性廊道的景观优化对策，以期为九峰城市森林保护区的规划与管理提供依据。