典型流域土地利用/覆被变化及其景观生态效应——以浙江省西苕溪流域为例

土地利用/覆被变化的环境效应是相关领域今后研究的重点。论文利用1985、1995和2000年的TM数据及调查资料,研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:流域内农田不断减少,居民及工矿用地持续扩大,林地前期减少、后期缓慢增加;林地和农田是流域内的主要景观类型,空间集中性及斑块碎化、形状规则化、景观同化是景观结构和景观异质性变化的主要表现;土地利用/覆被变化产生了生境质量下降、边缘效应增强、土地退化和生态系统成分单调等景观生态效应;恢复与建设西苕溪流域的景观生态系统需对景观尺度上的土地利用方式进行必要的调整。     

云南澜沧江流域土地利用及其变化对景观生态风险的影响

利用GIS的空间分析功能,对云南澜沧江流域1980年、1992年和2000年3期TM遥感影像解译的土地利用解译数据进行图层代数运算,定量分析了土地利用变化及各种土地利用方式的相互转化关系;在土地利用变化的基础上,以景观干扰指数和土地利用类型的敏感度指数为评价指标,分析了不同研究时段内不同空间范围的景观生态风险变化情况.研究结果表明,自1992年以来该流域牛态环境受人类活动干扰增强,耕地、林地、草地三者之间相互转化频率较高;土地利用结构的变化已导致景观生态风险指数发生显著时空差异,中级以上的生态风险主要分布于该流域的中下游,分布范围呈东南向西北方向扩展,风险较高的地区增加幅度较大.受地形、地貌的影响,该区域的景观生态风险各向异性较显著,自相关范围在7.5km之内.澜沧江流域景观生态风险有扩大的趋势,应加强中级以上景观生态风险区域的生态保护与建设,以实现澜沧江流域的生态环境与社会经济的可持续发展.     

基于"源""汇"景观格局指数的海河流域总氮流失评价

土地利用类型及其格局能够影响非点源污染时空特征,而景观格局分析方法是评价非点源污染的重要技术手段,但是传统的景观格局指数较少考虑景观之间的位置关系,导致生态意义不明确.＂源＂＂汇＂景观格局理论中的＂源景观＂和＂汇景观＂指的是促进和阻碍非点源污染发生的景观类型.通过收集海河流域2009年夏季26个子流域的总氮浓度数据,并结合1∶25万DEM和1∶10万土地利用图,构建了融合景观类型、面积、空间位置等信息在内的源汇景观格局指数,发现源汇景观格局指数与总氮浓度有很好的相关性,在燕山山区、太行山区和下游平原区的相关系数分别为0.86、0.67和0.65.结果表明,源汇景观格局指数能够很大程度上反映总氮的空间变异特征,可以为其它流域的非点源污染评价提供参考,也有可能作为输入参数提高现有水质模型的模拟精度.     

长沙城市景观破碎化空间异质性研究

景观破碎化表现为景观由单一、均质、连续趋于复杂、异化离散状态.空间异质性是空间景观格局产生的原因.不同尺度下景观破碎化空间异质性表现为不同的特征.遵循"尺度——格局——过程"的思路,以长沙市2005年、2010年遥感影像为数据源,针对都市区空间异质性对不同粒度和幅度水平的响应得到合适的分析尺度,进而对长沙市景观破碎化的空间格局和空间异质性展开研究,最后剖析了景观破碎化与城市生态系统的耦合过程.研究表明:(1)长沙都市区研究中,60 m粒度是一个本征观测尺度,1200 m幅度是理想特征尺度;(2)都市区景观破碎化空间格局复杂;(3)景观破碎化空间异质性受人为因素干扰影响大,随经济社会发展呈正相关关系.     

Modelling interactions and feedback mechanisms between land use change and landscape processes

Land use changes and landscape processes are interrelated and influenced by multiple bio-physical and socio-economic driving factors, resulting in a complex, multi-scale system. Consequently in landscapes with active landscape processes such as erosion, land use changes should not be analysed in isolation without accounting for both on-site and off-site effects on landscape processes. To investigate the interactions between land use, land use change and landscape processes, a case study for the Álora region in southern Spain is carried out, coupling a land use change model (CLUE) and a landscape process model simulating water and tillage erosion and sedimentation (LAPSUS). First, both models are run independently for a baseline scenario of land use change. Secondly, different feedbacks are added to the coupled model framework as ‘interaction scenarios’. Firstly effects of land use change on landscape processes are introduced by means of a ‘changed erodibility feedback’. Secondly effects of landscape processes on land use are introduced stepwise: (i) an ‘observed erosion feedback’ where reallocation of land use results from farmers’ perception of erosion features, and (ii) a ‘reduced productivity feedback’ whereby changes in soil depth result in a land use relocation. Quantities and spatial patterns of both land use change and soil redistribution are compared with the baseline scenario to assess the cumulative effect of including each of the interaction mechanisms in the modelling framework.Overall, total quantities of land use change (areas) and soil redistribution do not differ much for the different interaction scenarios. However, there are important differences in the spatial patterns of both land use and soil redistribution. In addition, by incorporating the perception and bio-physical feedback mechanisms, land use types with stable or increasing acreages are increasingly relocated from their original positions, suggesting a current location on landscape positions prone to soil erosion and sedimentation. Implementing the ‘reduced productivity feedback’ causes most of these effects. Another important outcome is that on-site land use changes trigger major off-site soil redistribution dynamics. These off-site effects are attributed to down slope or downstream changes in sediment transport rates and/or discharge caused by changes in land surface characteristics.The results of this study provide insight into the interactions between different processes occurring within landscapes and the influence of feedbacks on the development of the landscape. The interaction between processes goes across various spatial and temporal scales, leading to difficulties in linked model representation and calibration and validation of the coupled modelling system.     

三峡库区土地利用与景观格局变化研究

在地理信息系统(GIS)支持下,运用ArcGis软件和景观生态学的方法,对1980～2004年三峡库区土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:24年间三峡库区1495.97km2的土地利用面积发生变化,研究区域综合土地利用变化动态度达0.13%,区域土地利用斑块数由50858增加为50998个,平均斑块面积由1.103 km2/个减小到1.10km2/个。区域土地利用空间格局指数中多样性指数增长0.14%,均匀度指数增长0.23%,破碎度指数增长0.22%,优势度指数降低0.30%。土地利用类型变化的面积大小依次是建设用地>水田>旱耕地>草地>水域>林地>未利用地,土地利用的动态转化过程以林地、草地、旱耕地的相互转化与旱耕地向水田的转化为主。     

快速城市化地区自然/半自然景观空间生态风险评价研究——以北京为例

有效、合理地评估快速城市化过程中自然/半自然景观的生态风险,对于优化城市土地利用格局、降低和防范城市生态环境风险,非常必要。论文在利用遥感和GIS技术测量北京1991~2004年景观变化的基础上,建立了一个多因素景观空间生态风险评价模型,并以此对北京地区1991~2004年快速城市扩展过程中的自然/半自然景观的空间生态风险水平进行了评估分析。具体结论为:①伴随着快速城市化过程,1991~2004年北京景观变化的主要特征为人工建筑景观持续增加以及耕地景观大量减少;同时,山区林地景观增加也比较明显。②研究区自然/半自然景观的生态风险水平总体表现出上升的趋势。其中,山区自然景观空间生态风险水平要明显低于平原区,受区域快速城市化过程影响相对较小。③研究区各种自然/半自然景观类型间生态风险水平也存在一定的不同。其中,森林景观的生态风险最低,而混合景观的生态风险最高,受区域快速城市化过程的影响最为明显。④研究区新增建设用地景观单元主要来源于耕地和混合两种景观类型,其中混合景观所占比重最高。     

Trends in fire patterns in a southern African savanna under alternative land use practices

Climate, topography, vegetation and land use interact to influence fire regimes. Variable fire regimes may promote landscape heterogeneity, diversification in vegetation pattern and biotic diversity. The objective was to compare effects of alternative land use practices on landscape heterogeneity. Patch characteristics of fire scars were measured from 21 annual burn maps produced from 1972 to 2001 Landsat imagery. Trends in fire patterns under alternative land use practices were compared across a 250,000 ha savanna in southern Africa partitioned into three land use zones. Zone 1, Madikwe Game Reserve (MGR), has had mostly prescribed fires since 1993. Zone 2, cattle farms near MGR in South Africa (SAF), has experienced occasional fires. Zone 3, communal grazing lands in neighboring Botswana (BOT), has had the fewest fires. Cattle ranching was the predominant land use throughout the study area until 1992, when land use switched to conservation and eco-tourism in MGR. Sixteen landscape metrics were applied to this data set to uncover trends in the patch characteristics of the fire scars. A principal components analysis (PCA) reduced the dimensionality of the results so trends in the 10 most important size, shape, and proximity metrics could be better interpreted. The PCA results showed that more burning over time in MGR, and to a lesser extent in SAF, increased patch size, size variability, shape complexity and proximity, while fire exclusion in BOT produced no change or decreasing trends. We tested for significant differences in these metrics between the three land use zones and between two periods, 1972–1992 and 1993–2001. Most patch characteristics in MGR and SAF differed significantly from those in BOT, especially during the latter period, while between MGR and SAF they did not. Patch area, shape complexity and core area increased significantly between periods in MGR, while patch size, size variability and core area increased significantly between periods in SAF. In BOT, no patch characteristics changed significantly between periods. Within the time span analyzed for the study area, we conclude that increased fire occurrence promoted landscape heterogeneity while fire exclusion did not.     

鄱阳湖区景观格局季相变化及其优化调控研究

论文以自然属性确定的鄱阳湖区为例,基于景观生态学理论和GIS空间分析技术,定量描述和分析了鄱阳湖区景观格局的季相变化特征。研究结果表明：鄱阳湖区整体景观格局季节变化明显,枯水期较丰水期景观更加破碎,形状更加复杂,聚集程度更低,异质性水平更高;类别水平上,以滩地景观变化最为显著。枯水期和丰水期生态连通性也有较明显差异,枯水期景观生态连通性更差,景观单元间的生态阻力更大,生态流运行更加困难。在此基础上,借助最小累积耗费阻力模型和GIS空间分析模块,识别和构建了不同季相鄱阳湖区的源地、廊道（三类）、节点等生态组分,形成了“斑块-廊道-基质”模式的生态功能网络;并通过对不同季相景观格局优化组分的对比分析,辨识了年内能够持续发挥重大生态效益的景观组分,构建了更为合理的景观格局优化调控方案,以期增强鄱阳湖区景观网络的连通性,保障生态流的畅通运行,加强湖区生态系统的稳定性和可持续性,为鄱阳湖区生态规划和管理提供借鉴和参考。     

岩溶山区城镇化进程的土地利用景观格局演变特征——以贵阳市为例

基于多期贵阳市土地利用现状数据,运用景观生态学原理系统研究了城镇化进程中贵阳市景观格局时空演变特征。结果表明,城镇化进程中建设用地景观面积持续增加,耕地、林地和草地景观面积减少。城市建设用地景观早期集中于贵阳市中部,其它呈零星点状分布;中期以南部和西北部为主,逐渐由零星点状向带状发展;后期由带状向四周拓展的区位演变特征。城镇化进程中景观蔓延度和景观形状呈下降趋势,斑块数和破碎度增加,景观形状趋于规则;景观多样性和均匀度随城镇化推进有所上升,景观异质性增强。景观格局变化受控于国家政策、城市发展理念与规划调整。     

Landscape eco-environmental research on littoral zone in China1

Littoral zone is a special land/ landscape type. As an important kind of land resource in support, the use of littoral zone is vital to eastern coastal areas in China. And the research on littoral zone relates to the key theory of landscape ecology. Based on the theory of landscape ecology, the littoral zone was divided into four types: mud flat, sand beach, bench, and biological flat. The distribution of each type in China is pointed out. As a typical open system, littoral zone has six landscape ecological characteristics: (1) high sensitivity to disturbance; (2) distinct edge effect; (3) spatial aggregation of natural resources; (4) frequently spatial oscillation; (5) obviously spatial heterogeneity; and (6) noticeably spatial differentiation. Some proposals are also put forward on the land use and development of littoral zone for environmental protection and environmental management.     

基于RS和地统计学的福州市土地利用分析

土地作为一个开放的复杂巨系统,演变过程受到自然、社会经济及各种突发因素的综合影响,表现出复杂的非线性特征和空间自组织性,不同的土地利用方式组合形成了不同的景观和景观结构,通过空间格局分析可以把土地利用和土地覆被的空间特征与时间过程紧密联系起来,从而可以更好地分析土地利用和土地覆被的时空演变规律。文章基于遥感解译数据,从地统计学分析方法探讨土地利用景观格局空间分异特征,结果表明:人类对土地的改造活动不断加强,土地景观的多样性趋于均匀化,土地结构在空间上呈现均质化;人为改造活动是景观格局动态变化的主要驱动力来源,自然区域性因素是福州市景观格局动态变化的约束因子;生态风险指数分布区域与非农建设用地分布集中的区域具有显著的空间相关性,人为影响比较大的地方,往往是高生态风险的分布区。     

北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征

基于1988,1995和2000年3期Landsat TM数据,采用遥感,GIS和景观生态学方法,运用土地利用转移矩阵、景观格局分析软件Fragstats3.3,对北方农牧交错带土地利用及景观格局变化进行了动态研究.结果表明:①减少的耕地主要转为草地,增加的耕地也主要源于开垦草地;②耕地转为草地的空间分布较均匀,草地转为耕地的区域差异明显;③1988—1995年和1995—2000年2个时段参加变化的土地数量差异显著;④增加的沙地主要源于草地退化;⑤景观异质性上升,结构趋向均衡化,稳定性增强,受人类干扰程度在加大.      

岩溶山区不同岩性和地貌类型下景观斑块分布与多样性分析

以研究区2000 年TM影像、1:50 000 地形图和1:250 000DEM为基础数据源, 运用景观斑块 分布与多样性特征指数, 测算了黔西南中低山丘原盆谷区不同岩性和地貌类型下景观格局特征。结 果表明: ①灌木林地、疏林地、中覆盖度草地占据着景观中的优势地位, 是明显的景观基质, 控制着 区域景观生态格局及其发展。景观斑块类型在不同岩石和地貌类型区存在较明显差异; ②在连续性 灰岩区、灰岩与碎屑岩互层区和灰岩夹碎屑岩区形成的山间盆地和高原台面上以及北部水热丰富 的河谷地带, 水田、旱地、疏林地、低覆盖度草地集中分布, 浅中切割低山类型中有林地和灌木林地 集中分布; ③在连续性白云岩区形成的深切割( 低、中和高) 丘陵、浅切割( 低、中和高) 丘陵, 低覆盖 度草地和灌木林地集中分布; ④从岩溶石漠化、土壤侵蚀、森林退化的空间格局及其组合来看, 在形 成生态环境的区域差异过程中, 岩性和地貌的空间组合结构起着显著的控制作用。     

Landscape eco-environmental research on littoral zone in China

Littoral zone is a special land/ landscape type. As an important kind of land resource in support, the use of littoral zone is vital to eastern coastal areas in China. And the research on littoral zone relates to the key theory of landscape ecology. Based on the theory of landscape ecology, the littoral zone was divided into four types: mud flat, sand beach, bench, and biological flat. The distribution of each type in China is pointed out. As a typical open system, littoral zone has six landscape ecological characteristics: (l) high sensitivity to disturbance; (2) distinct edge effect; (3) spatial aggregation of natural resources; (4) frequently spatial oscillation; (5) obviously spatial heterogeneity; and (6) noticeably spatial differentiation. Some proposals are also put forward on the land use and development of littoral zone for environmental protection and environmental mana qement.     

景观生态学在国土空间治理中的应用

鉴于当前国土空间治理面临复杂的人类活动与自然环境相互作用而产生的生态风险与空间利用问题,基于景观生态学学科特质与生态文明建设要求,对当前国土空间治理工作进行梳理,归纳了明确的生态系统服务定位、高效的建成空间结构、适宜且多样的产业发展支撑、多等级的生态系统服务与安全保障等国土空间治理需求。同时,整合区域时空信息的理论基础与分析手段,提出景观生态学在国土空间治理中应落脚于:(1)识别并统一不同空间尺度的治理单元;(2)辨析并评估景观功能的空间分异;(3)构建基于生态风险防范的区域景观格局;(4)识别集约高效的城乡协调发展格局;(5)提出尺度联系的绿色发展架构;(6)明晰多级多样的生态保障方案。     

鲁东山区流域景观格局与面源污染关联关系

基于实地监测和3S技术,以鲁东低山丘陵地区栖霞市为研究区,采用Spearman相关、非约束性PCA、对应典范分析(CCA)等方法,研究不同流域尺度下景观格局与面源污染的关联关系。结果表明:(1)研究区景观格局空间分异明显,在特征尺度下农用地和建设用地斑块较为破碎,林地、园地斑块聚集性强。(2)研究区河流面源污染物主要以TN为主,EC、COD污染次之,主河道出水口为污染较为严重的区域。(3)景观格局对水质的影响丰水期要大于平水期,TN和EC对土地利用类型面积比例和景观格局指数的变化最为敏感。(4)平水期河岸带尺度下景观格局对TN影响最大的为斑块密度,EC受景观边缘密度影响最大,小流域尺度TN受景观蔓延度影响最大,COD与景观多样性关系密切;丰水期河岸带尺度景观多样性对TN影响最大,EC受斑块聚合度影响最大,小流域尺度影响TN最大的因素与平水期一致,EC与景观蔓延度关系密切。(5)小流域景观类型水平下,TN主要受林地斑块密度影响,TP与耕地散布与并列指数关系密切;丰水期TN受林地散布与并列指数影响显著,TP对林地平均分维数变化敏感,EC受草地聚集性影响最大。本文分析了研究区景观格局与面源污...     

不同等级道路对玛纳斯河流域土地利用与景观格局的影响

为揭示不同等级道路对干旱半干旱地区土地利用与景观格局变化的作用过程与机制,以玛纳斯河流域为例,选取1976年玛纳斯河流域不同等级道路为研究对象,基于1976年和2015年两期土地利用分类数据,利用缓冲区分析方法结合土地利用动态度、土地利用程度综合指数以及景观指数,分析近40年间各等级道路缓冲区及缓冲区梯度上土地利用与景观格局的变化规律。结果表明：（1）近40年来玛纳斯河流域各等级道路对流域土地利用变化影响显著且存在梯度效应,即距离道路越远,受各等级道路的扰动就越小;（2）各等级道路对周边整体土地利用变化的影响程度依次为：高速公路与国道>省道与专用道路>县道与乡道;（3）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其缓冲区范围内林地、水域和建设用地的土地利用变化影响最大;（4）近40年来各等级道路不同缓冲区范围内景观破碎度和异质性均有所增加,而景观蔓延度却有所降低;（5）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其两侧3600 m、600 m和300 m范围内景观的切割作用最为强烈,且距离道路越远景观形状受道路的干扰越小,景观形状越趋于规整。     

快速城市化对区域生态环境影响的时空过程及评价

综合景观生态学与地统计学方法,尝试构建基于"遥感(RS)数据分类→土地利用变化制图→景观格局分析→GIS地统计分析"的区域环境影响评价方法,定量研究了区域环境变化的时空变化特征.案例研究采用2000、2004和2006年遥感数据,监测快速城市化背景下连云港港湾地区城市用地扩张特征、盐田湿地损失、填海造地(港口扩建等)以及耕地退化等关键的区域环境变化,分析评价了区域景观格局特征和生态环境效应,进而评价了快速城市化背景下区域环境影响强度的时空分异.在城市规划和区域发展战略驱动下,整个区域环境影响强度分布及变化规律与城市扩张强度与方向基本一致,高环境影响强度区是受人类干扰最大、生态系统最脆弱以及环境被破坏程度最深的部分,也是当前和未来进行环境调控重点地区.     

旅游社区居民感知景观变化及空间结构——以丽江市束河古镇为例

景观变化是国内外地理学界的研究热点之一,但现有研究方法对景观变化所带来社会效应的解释能力还相对欠缺。论文以丽江市束河古镇为案例地,采用了一种地理分析与社会调查分析相结合的混合研究方法,通过PPGIS和半结构访谈进行调查,共获得300套访谈问卷与填图以及景观变化感知空间点数据1 614个,基于质性分析和空间分析揭示案例地居民复杂感知内容及其空间特征。文章主要探讨了在社区景观快速变化的背景下,居民感知的景观变化类型、空间格局以及感知景观变化与实际物质景观变化之间的联系。结果显示：1）通过访谈调查获得的感知景观变化内容复杂,但存在环境变化、农田房屋利用变化、生活空间变化、经济变化的主体结构;2）感知景观变化在空间分布上呈斑状或带状分布,与社区主要景观节点、居住空间、生产和生活资源的分布位置相关联;3）土地利用方式变化和利用形态变化对感知变化的影响同等重要,利用方式改变所承载的社会构成变化为解释景观变化社会效应提供了依据。