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。     

基于不透水表面指数的城市扩张趋势及驱动机制分析——以南京市为例

城市扩张趋势及驱动机制研究存在两大难题:(1)传统景观数据的混合像元问题影响城市扩张趋势研究的准确性;(2)城市扩张驱动因子的共线性问题影响驱动机制研究结论的可靠性.针对上述问题,以南京市为例,利用不透水表面分析结果,采用不透水面加权平均重心分析、线性方向均值分析及标准差椭圆分析方法开展2000～2017年城市扩张趋势研究,并利用偏最小二乘回归分析方法对城市扩张驱动机制开展定性及定量分析.结果表明:南京市整体上表现为多中心非同步的蔓延式扩张;2000～2017年的3个时间跨度内,南京市整体的不透水表面扩张速度不断增长,年均不透水表面加权平均重心转移距离分别为303,379,611 m,全市尺度上往顺时针偏北259.12.方向转移2 564 m,具体到各辖区,重心转移距离存在较大差异;城市扩张的外部形态特征具有明显的方向性,2000、2005、2010以及2017年4个时期,不透水表面的标准差椭圆扁率均在2.232以上,主要表现为南北向扩张,各辖区扩张方向性不同;城市外部空间特征及发展战略、河流水系及自然保护区分布、土地利用规划等因素表现为对城市扩张方向的约束和限制作用;第二产业从业人员数量、人口密度、第三产业固定资产投资额、地区生产总值、城乡人均可支配收入等因素成为影响城市扩张规模的主要因素.     

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     

昆明市中部城-郊-乡土地梯度带的划分及景观分异

基于遥感影像,分别采用监督分类、目视解译的方法获取昆明市土地利用数据,并利用地理信息系统(ArcGIS 10. 2)和景观格局分析软件(Fragstats 4. 2),选用4个城市化指标,并用SPSS22. 0软件进行主成分分析(PCA)和多元线性回归分析,构建城-郊-乡梯度模型,对研究区域城-郊-乡土地梯度带划分及景观分异进行研究。结果表明:(1)所选用的城市化物理指标和景观指标,能够用于城市化水平基础上的城-郊-乡梯度划分;(2)随着城-郊-乡梯度的变化,城市化各指标值呈现逐渐减小的趋势,城区的不透水下垫面面积比例(80%左右)、道路网密度(14 km/km~2左右)、景观形状指数、香农多样性指数均最高;(3)昆明市各区内的城市化指数UI平均值表现为:官渡区五华区西山区盘龙区,其中官渡区的变异系数最小,五华区的变异系数最大;(4)昆明市中部总体来说城市区域的发展较为集中,郊区与城区的分界并不明显,其主要原因可能是受地形因素的限制。     

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〗     

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。     

基于数据融合的长江经济带城市建成区时空格局研究

在"共抓大保护,不搞大开发"导向下,准确识别长江经济带城市建成区,并揭示其演化规律对于优化流域国土空间格局具有重要意义.基于Landsat数据和夜间灯光数据,构建融合算法提取长江经济带城市建成区,并采用位序-规模、核密度、空间自相关等方法探索了其时空格局特征.结果表明:(1)长江经济带城市规模存在明显的位序-规模分布格局,分形特征显著;(2)建成区规模呈现"东高西低"、"轴线高两端低",建成区密度呈"一个中心,两个次中心"的格局特征;(3)城市由点源聚集增长向轴线式扩张转变,国土空间"T"型增长格局逐渐显现;(4)建成区增长表现出空间集聚特征,区域内三大城市群为主要热点区.研究结果能够为流域国土空间"保护"与"开发"权衡提供定量参考和决策依据.     

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     

基于MSPA与MCR模型的余江县生态网络构建

在我国社会经济快速发展的背景下,城市化进程的不断推进导致城市生态斑块日益减少,生态环境问题正在逐年增加,构建生态网络是改善城市生态环境与服务功能的有效方法之一。以余江县为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法和景观指数法,提取对生态网络具有重要意义的生态源地,并基于MCR模型构建综合阻力面,采用最小成本路径方法生成潜在廊道,再基于重力模型、中介中心度等对关键廊道及踏脚石斑块进行识别并提取,从而构建研究区潜在生态网络。结果表明:MSPA方法能够与MCR模型有机的结合,通过定量的分析识别出研究区潜在生态廊道,并根据斑块的中介作用选定踏脚石斑块,明确研究区景观要素的保护优先度,将景观中的潜在生态源地及廊道作为生态网络构建的主要依据,能够更加科学地为余江县生态网络的构建提供指导,同时也可为其他区域提供参考。     

基于MSPA与MCR模型的余江县生态网络构建基于MSPA与MCR模型的余江县生态网络构建

在我国社会经济快速发展的背景下,城市化进程的不断推进导致城市生态斑块日益减少,生态环境问题正在逐年增加,构建生态网络是改善城市生态环境与服务功能的有效方法之一。以余江县为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法和景观指数法,提取对生态网络具有重要意义的生态源地,并基于MCR模型构建综合阻力面,采用最小成本路径方法生成潜在廊道,再基于重力模型、中介中心度等对关键廊道及踏脚石斑块进行识别并提取,从而构建研究区潜在生态网络。结果表明：MSPA方法能够与MCR模型有机的结合,通过定量的分析识别出研究区潜在生态廊道,并根据斑块的中介作用选定踏脚石斑块,明确研究区景观要素的保护优先度,将景观中的潜在生态源地及廊道作为生态网络构建的主要依据,能够更加科学地为余江县生态网络的构建提供指导,同时也可为其他区域提供参考。     

景观格局变化表征及驱动力相关性的定量化研究——以江苏省为例

导致景观格局变化的驱动因子数量众多,目前采用的多种类型的景观格局指数刻画景观的结构特征,如何利用数量方法揭示他们之间的内在联系是对景观格局的研究的重要问题。针对如何有效进行景观格局指数和驱动因子的删减的科学问题,在定性分析和统计数据的基础上,利用ARCGIS分析得到江苏省栅格格式的景观生态类型图,并用FRAGSTATS3.3中计算得到景观指数进行分析,借助粗糙集属性约减的数据处理方法,将决策因子与属性因子与景观驱动因子和景观综合指数对应起来,并从景观格局指数中选出强指数,构成景观综合指数,作为决策因子,对所选择的19个属性因子作为属性因子,进行删减,结果证明方法有效,删减得到的4个条件属性,将它们与景观综合指数分别做相关性分析,得到江苏省的主要驱动因子与区域景观格局之间关系的定量表达,反映区域景观格局为城市化特征,对区域景观格局规划有指导意义     

景观格局影响下的南京市热舒适度动态变化

城市热舒适度的评价是判断热环境优劣的主要方式,其结果可为城市规划、改善城市热环境提供科学依据,而温湿指数(THI)综合反映了温度和湿度两个因子对人体热感的影响,是衡量城市热舒适度的一项重要指标。选取江苏省南京市作为研究区,以1994、2000、2010和2013年夏季Landsat遥感影像数据和土地利用现状数据为数据源,反演地表温度,并结合归一化水汽指数(NDMI)对传统温湿指数进行改进,在此基础上分别从宏观和微观两个层面分析了南京市热舒适度的动态变化,通过计算景观格局指数,分析不同热舒适度分级下景观格局指数的变化,统计了2.5 km尺度上单元格网温湿指数平均值及变异系数并对其与景观组成和结构特征的相关性进行了研究,从微观尺度上探讨城市景观格局与城市热舒适度之间的关系。结果表明：宏观上,从1994年到2013年景观格局对南京市热舒适度的影响不断加深,影响面积和强度都不断增大,城市热环境逐渐恶化;微观上,景观类型组成和结构对城市热舒适度有不同程度的影响,水体、耕地、林地能显著改善热舒适度,其中水体对热舒适度的改善效果最好,其景观优势度越大、分布越集中,效果越明显;反之,建设用地优势度越大、聚集度越高,热舒适度越差。 关键词： 城市热舒适度;改进型温湿指数;景观格局指数;动态变化;南京市     

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.     

西南山地景观破碎化与城镇化及社会经济发展水平的关系研究——以重庆市渝北区为例

城市化进程中的景观破碎问题越来越受到人们的关注,景观破碎度作为衡量城市发展合理性的定量化指标,其应用越来越广泛。在重庆市渝北区,选取4个能够代表景观破碎化的指数,采用移动窗口法、梯度分析法、相关性分析及回归分析法,对景观破碎化空间格局和内部水平差异进行了研究,分析了景观破碎格局下的城镇化特征及其与社会经济发展水平之间的关系。结果表明：渝北区建设用地和林地的景观破碎化程度明显低于其他乡镇低海拔单元,距离城市中心越远,景观破碎化程度越高,在城市边缘达到峰值后开始下降。人口密度是景观破碎化程度的直接影响因素,经济的发展对景观破碎化程度又产生间接影响。研究有助于揭示西南山地地区内部空间格局的演变特征,为该类地区生物多样性保护、绿地廊道维护和生态文明城市建设提供理论依据     

西南地区PM2.5人口暴露风险时空演变及与景观格局关联分析

大气PM_2.5污染是我国重大的生态环境问题之一,分析PM_2.5污染及其人口暴露风险时空演变特征,揭示景观格局对大气PM_2.5浓度变化的影响,对揭示大气污染格局,进而改善人居环境具有重要意义。以PM_2.5、人口格网数据为基础,采用暴露风险模型、趋势分析模型探究西南地区2000～2020年PM_2.5人口暴露风险的时空演变特征,并基于3期土地利用数据,在最佳移动窗口的基础上测算景观格局指数,运用相关系数法揭示景观格局与PM_2.5及其人口暴露风险关系。结果表明：(1)研究期内西南地区及各省年均PM_2.5浓度整体呈先缓慢上升再快速下降的特点,其空间分布存在显著的东西差异。(2)PM_2.5人口暴露风险空间分布格局各年均较为相似,较高、高和极高风险区多分布于人口集中的城镇地区。从空间变化看,PM_2.5人口暴露风险极显著下降区多出现在各地级市中心城区,极显著上升区多出现在城区边缘及中小城镇。(3)在各类型景...     

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。     

武汉城市热岛特征及其影响因素分析

正确理解城市热岛效应的形成机制及其影响因素是制定热岛效应缓解政策和研究城市生态问题的前提和基础。选用1987年9月26日的Landsat-5和2013年9月17日的Landsat-8遥感影像进行地表温度反演,分析武汉市城市热岛效应的时空演变特征;对热岛效应明显的武汉市主城区进行格网划分,提取格网内地表温度及所选影响因子指标值,运用主成分回归方法进行地表温度多因子综合分析,探讨城市热岛形成的主要影响因素。结果表明:(1)武汉市地表温度空间分布表现出典型的热岛特征,1987年和2013年分别有27.7%和39.1%的范围被"热岛"覆盖;(2)影响武汉城市热岛效应的主要因素有不透水面指数、水体面积比例、归一化建筑指数、归一化植被指数及绿地面积比例;(3)当其他影响因素稳定时,不透水面指数每增加1%,可使地表温度增温0.04℃~0.10℃;水体面积每增加1%,可降低地表温度0.03℃。     

1989~2015年武汉市城市格局时空演变分析

城市格局时空演变以土地利用变化为承载,为城市用地调控、空间发展政策的制定提供依据。以武汉市主城为实证区,采用1989、1999、2008和2015年4期Landsat遥感影像为数据源,综合空间信息技术、用地扩张量化分析方法研究城市土地利用转换关系,测度建设用地扩张强度、弹性与方向,揭示城市格局时空演变过程。结果表明：1989~2015年间,武汉市主城区土地利用变化以建设用地扩张、未利用地和耕地减少为主,经济增长与建设用地扩张关联度高;主城区建设用地在1999年之后扩张速度明显加快,总体扩张强度逐步加强。建设用地扩张呈现时空不平稳状态,扩张主要集中在以汉阳、青山为代表的城郊过渡带区域,以及硚口、武昌等老城区的更新改造区域,1989~2008年间扩张方向以偏西向为主,2008~2015年间扩张方向以东南向为主,反映城市区域发展阶段的差异和空间开发政策变动的影响。     

基于景观异质性的城市生态安全格局构建

传统的生态敏感性评价将城市作为一个整体进行评价,然而对于内部景观异质性强的城市,很难有适用于整个城市的评价标准。本文以辽宁省阜新市为研究对象,从分析城市空间景观异质性入手,通过对不同区域自然要素现状分析,将阜新市划分为水蚀荒漠区和风蚀沙化区两种类型区,分片区对生态风险的单因子进行评价,构建了适应不同生态敏感区的城市安全格局,进而优化了城市生态系统的整体稳定性,提升了城市景观的安全性。     

改革开放以来苏南地区城市扩展格局与驱动机理研究

以快速城市化的苏南地区为研究对象,以揭示城市扩张的过程和效应为目标,利用多时相卫星遥感影像数据,以扩张强度、扩张速度指数反映扩张过程及格局,以分形维数、紧凑度指数等反映城市形态和位序-规模的变化过程,对影响苏南地区城市扩张的因素和机制进行探讨。结果表明:改革开放以来苏南地区城市扩张的热点区域发生了变化,呈现由分散到集中再到分散的过程;东西两翼地区整体扩张速度较快,东部地区的持续高速扩张推动了苏南地区"哑铃型"城镇体系格局的形成;城市形态相对紧凑,但随着时间推移有趋于不规则、不稳定、不紧凑的态势,中部地区城市紧凑度下降较大。地区生产总值、实际利用外资总量、城镇固定资产额、常住人口等的增长直接导致了城市建成区面积的扩大,全球化、区域政策、区位条件、后发优势等是影响城市扩张热点形成、变化和位序-规模改变的主要原因,而沿轴线扩张主导的模式则影响了城市形态的变化。