北京城市发展新区土地利用景观格局分析

以北京南部城市发展新区典型代表———房山、大兴、通州3处作为研究区,运用马尔科夫转移矩阵和景观格局指数的方法,进行土地利用变化和景观格局分析。通过对2001—2006年、2006—2011年两个时段的对比分析,发现2001—2006年研究区存在草地、林地、耕地等非建设用地类型面积下降,建设用地面积上升的趋势,且2006—2011年该趋势更加明显。结果表明研究区自然景观向人文景观变革迅速,并面临着后备土地资源不足等问题,亟需调整土地利用方式并优化景观系统空间格局。     

景观格局演变及其生态效应研究进展

区域景观格局演变及生态效应研究一直是景观生态学研究的重点,对人类、自然的可持续发展具有重要的意义.文章从景观格局-过程-生态效应的相互驱动机制及当前的研究进展进行了系统的分析,综述了国内外景观格局及其生态效应研究相关进展,集中分析了当前研究中的热点和难点.景观分类是景观格局研究的基础,空间统计分析、转移矩阵分析和景观指数分析是研究景观格局演变的主要手段,新兴的元胞自动机理论和方法在景观格局演变研究中有很大的发展空间.景观格局演变驱动力研究需对自然驱动力、社会驱动力进行综合考虑.不同时空尺度下,景观格局与生态过程的内在机制也不一样.在此基础上,提出了今后研究的一些方向,重点是:(1)景观格局演变的内在驱动机制研究;(2)多尺度下景观格局和生态过程(如土壤侵蚀、养分流失等)的耦合研究;(3)"3S"技术、野外调查监测与格局-过程演变模拟模型结合的应用推广潜力.     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

近百年来鄱阳湖南部湿地景观生态格局演变

百年尺度上的景观生态格局演变对于区域可持续发展有着重要意义。为了研究鄱阳湖南部湿地长时间序列的变化规律,了解湖区湿地在不同时期的变化驱动因素。选取湿地分布较为集中的鄱阳湖南部作为典型区域,基于1930年代军事地形图、1979年和2015年Landsat卫星遥感影像数据,定量重建了近百年来3个时期的鄱阳湖南部湿地空间分布及其景观生态格局变化过程。结果表明,近百年来鄱阳湖南部地区总体湿地面积经历了先增加后减少的变化过程,即从1930s的1 386 km~2增加至1970s的1 655 km~2,随后减少至2010s的1 129 km~2,当前湿地面积较1970s减少了约31.8%。受城市化等外部驱动因素影响,近百年来研究区湿地密度变化空间差异显著,主要体现为研究区西部密度值下降、东部密度值上升;湿地空间格局变化的总体趋势是水面减少、陆地增加。NP(斑块数)在1930s—1970s期间呈下降趋势,在1970s—2010s期间呈增加趋势;PD(斑块密度)在2010s达到最大值(0.376);LPI在近百年间呈逐步下降趋势,2010s相较于1930s下降了52.8%左右,呈现出破碎化的趋势;AI(聚集度指数)在1970s达到最大值(89.357),但是LSI(景观形状指数)在总体上呈下降趋势,表明近百年来鄱阳湖南部湿地斑块的形状出现简单化的趋势。     

七里海湿地土地利用变化及其景观格局演替分析

通过遥感手段,利用大量的ETM、TM、MSS遥感影像,从土地覆盖变化、景观格局指数等角度,分析了近30年七里海湿地的土地利用变化特点及景观演替趋势特征。详细分析了七里海内水域、芦苇等用地类型的转化趋势与成因,并通过多年来景观指数对比的方法揭示了该区域景观连通性和破碎化程度的变化趋势。研究结果表明：由于入境水量减少,1976到2009年期间七里海湿地水域面积减少了80％,之后由于保护区的建立,水域面积持续增长。期间以保护区建立为节点,主要的土地利用类型变化趋势是水域-芦苇-水域。1976到2009年期问七里海总体聚集度指数从95．75下降到87．54、水面的破碎化指数从6．42上升到10．74,反映出区域景观连通性变差,破碎化程度在加剧,人类活动对环境影响越来越深刻。     

城市景观空间格局变化的研究方法及实例

航空遥感技术的应用和地理信息系统(GIS)的建立,给城市景观格局的研究带来了新的方法。系统论和信息论中的许多新思想被大胆地引入了景观空间格局的研究。本文以沈阳西郊为例,利用航空像片为原始资料,采用嵌块体的数目和面积大小;景观的异质性;嵌块体的转移矩阵三个指标,讨论了30年来沈阳西郊观格局的显著变化。人类建设活动的干扰作用对景观格局的演化起了决定性作用。本文提出的土地利用城市化指数是景观空间分析的有用指标。     

山西中部城市群景观格局演变对其热环境的影响研究

城市群化使得城市热环境问题变得更为复杂。以2010-2020年4期Landsat影像数据为基础,运用空间分析、景观格局指数与数理统计等方法,分析山西中部城市群景观格局动态演变和热环境分布及变化特征,并定量探究城市群景观格局演变对其热环境的影响作用。研究表明,（1）近10年来山西省中部城市群的建设用地逐年增加,在空间分布上均有向太原市偏移的趋势。（2）研究区地表温度总体呈上升趋势,城市群热岛效应逐渐显现,2013-2016年,高温区重心向东北方移动30.03 km,转移至太原市中轴线偏北方位置,各城市间热环境的连通性加强。（3）城市群的景观格局演变对其热环境有着明显的影响：(1)各景观类型中建设用地、耕地及草地热环境贡献指数较高,林地与水体贡献指数为负,其中林地贡献值为-0.975,贡献指数绝对值最大;(2)从景观格局指数来看,在类型水平上,林地的聚集度指数、平均分布斑块面积、最大斑块所占景观面积比例、景观类型比例与地表温度（LST）呈负相关,斑块密度、边缘密度与LST呈正相关,而在景观水平上,景观形状指数、斑块密度、香浓均匀度指数等与LST呈正相关,2013年各相关系数最大,不同景观类...     

城市热力景观格局季节变化特征分析及其应用

热岛效应是城市发展过程中所产生的特有的环境问题,已经成为一种城市环境公害,对其形成和演变规律的研究有助于人们提出有效的应对措施。热力景观是分析城市热岛空间格局的一种新方法。以厦门为研究对象,利用2002年1、2、3、8、12月的Landsat ETM＋影像数据进行地表温度反演,在此基础上使用景观格局指数分析厦门城市热力景观格局的季节变化特征。结果表明：厦门城市热岛在夏季（8月）最强,春秋次之,冬季（1月）最弱。该变化特征是城市地表吸收太阳辐射和人为废热排放随季节变化的共同结果。应用该方法对2002年厦门热污染源进行调查,发现当年共有热污染源26个,其中工业热污染源18个。该研究可为环保、能源等部门乃至于整个城市的规划管理提供有力的决策依据。     

干旱区农业绿洲景观格局研究

将地理信息系统 (GIS)与景观格局分析软件FRAGSTATS相结合 ,选取了 9个斑块类型指标和 13个景观指标 ,从区域和绿洲 2个尺度分析了金塔县及其境内的金塔农业绿洲和鼎新农业绿洲的景观格局。结果显示 ,区域尺度的景观格局体现了绿洲与戈壁等基质类型景观的镶嵌特征 ;金塔农业绿洲体现出冲、洪积三角洲的特征 ,即耕地从扇顶呈放射状与盐碱地相间分布 ;鼎新农业绿洲显示了沿河绿洲的特点 ,即景观类型以河道为轴对称分布。指出划定绿洲界限和提高数据分辨率是揭示绿洲景观格局与过程相互作用机制的关键     

干旱区农业绿洲景观格局研究

将地理信息系统（GIS）与景观格局分析软件FRAGSTATS相结合，选取了9个斑类类型指标和13个景观指标，从区域和绿洲2个尺度分析了金塔县及其境内的金塔农业绿洲和鼎新农业绿洲的景观格局。结果显示，区域尺度的景观格局体现了绿洲与戈壁等基质类型景观的镶嵌特征；金塔农业绿洲体现出冲、洪积三角洲的特征，即耕地从扇顶呈放射状与盐碱地相间分布；鼎新农业绿洲显示了沿河绿洲的特点，即景观类型以河道为轴对称分布。指出划定绿洲界限和提高数据分辨率是揭示绿洲景观格局与过程相互作用机制的关键。     

干旱区景观格局演变及碳收支状况研究:以塔里木盆地为例

基于多源遥感影像,从景观格局和空间耦合的角度对塔里木盆地景观格局演变进行分析,并结合当地碳收支状况,分析景观格局演变对碳收支的影响。结果表明:(1)在气候变化和人类活动影响下,塔里木盆地植被状况有变好趋势,有林地、耕地面积明显增加,草地面积略微增加;(2)塔里木盆地碳收支状况良好,呈现碳汇状态,且碳汇能力逐渐增强;(3)以防沙固碳和输水导水为目的的人类活动改善了塔里木盆地生态环境,在气候变化背景下应进一步加大治理力度。     

不同空间尺度土地利用结构与景观格局对龙川江流域水质的影响

为了探究龙川江流域不同尺度土地利用结构与景观格局对水质的影响,于2017年5和9月对龙川江流域的21个样点进行取样,测定水温、pH、溶解氧饱和度、氮、磷等水质指标。结合2017年10m分辨率的土地利用数据,提取3种空间尺度(河段、河岸带、子流域)的土地利用结构与景观格局指数,运用相关分析、冗余分析(RDA)、"bioenv"分析和逐步回归模型揭示不同尺度土地利用结构与景观格局对水质的影响。结果表明,龙川江水体主要污染物为TN和TP,水质基本指标有月际性差异,N、P浓度在5月高于9月,但差异不显著。不同空间尺度土地利用结构与水质指标的相关关系不同,子流域尺度土地利用组合与总体水质之间的相关性最强,且林地对水质有正面影响,耕地、建设用地对水质有负面影响。不同尺度的景观格局指数组合与水质的相关性存在差异,河岸带景观格局组合与总体水质的相关性最高,RDA分析表明景观格局指数对总体水质的总解释率为河岸带子流域河段。整体上,9月土地利用结构与景观格局对水质的影响要大于5月。多元回归模型发现建设用地和耕地对养分的预测能力及预测指标依赖于空间尺度和取样月份。研究以龙川江为例,证实了土地利用结构与景观格局对水质的影响具有尺度效应,水质响应的空间尺度效应应纳入土地利用规划与水资源管理的过程中,提出长江上游更多的个案研究尤为必要,对长江上游河源区水资源保护及土地利用管理具有重要的意义。     

基于Landsat时间序列数据的重庆市热力景观格局演变分析

城市热岛效应是伴随城市化而产生的生态环境问题,研究城市热力景观格局的演变有助于掌握城市热岛效应变化的机制与规律,为城市产业合理布局、城市生态环境改善提供科学的决策支持。以重庆市主城九区为研究对象,基于2001年Landsat7 ETM+、2007年Landsat5 TM以及2014年Landsat8 OLI_TIRS三期遥感影像数据,利用辐射传输方程法和Jiménez-Mu?oz et al.(2014)的分裂窗算法反演地表温度,并在此基础上,计算热力景观格局指数,研究重庆市热力景观格局的演变过程。结果表明,(1)2001—2014年,重庆市主城九区热岛和强热岛景观类型范围不断扩大,热岛效应明显增强,渝中区热岛和强热岛所占百分比最高,江北区、南岸区、九龙坡区和大渡口区的增长速度较快。(2)热力景观类型中热岛面积的增加主要由正常区斑块转化而来,而强热岛面积的增加主要由正常区和热岛斑块转化而来,跨越正常区的斑块转化较难。(3)在斑块类型水平上,热岛与强热岛斑块优势度增大。2001—2014年热岛斑块密度减小3.33,平均斑块面积增大6倍;强热岛斑块密度减少0.65,平均斑块面积增大5倍。热岛和强热岛斑块变得大而集中,破碎度减小。热岛间的连通性与强热岛斑块间的连通性越来越高,连通性指数分别增大了3.51和8.41,强热岛斑块形状的复杂程度逐期变大。在景观水平上,2001—2014年重庆市的斑块数量和斑块密度减小,平均斑块面积增大,热力景观破碎化程度逐渐降低,斑块连通性指数高,均大于99.5。聚合度和均匀度指数分别增大14.85和0.09,像素间聚合成斑块的程度变大且斑块类型面积越来越均匀。由此可见,随着城市的发展,重庆市的热环境问题越来越严重,利用热力景观格局指数分析城市热环境,可了解城市热力景观格局的演变趋势,为热岛的缓解提供理论依据。     

上海地区河网水质空间分异及对河岸带土地利用的响应

河岸带土地利用是影响河流水质的重要因素,基于上海市2013年55个河网水质监测点10项水质指标数据,利用SOM+K-means自组织特征映射(self-organization feature mapping,SOM)神经网络,识别全市水质空间分布格局;运用冗余分析(RDA)和Spearman秩相关在不同空间尺度(100、200、500和1 000 m缓冲区)上探讨水质与河岸带土地利用的关系及尺度效应。结果表明:(1)可将上海市55个水质监测点划分为4个聚类,体现出较为明显的空间异质性,监测点分布于淀山湖、崇明岛等城市远郊地区的聚类Ⅰ水质最优,而监测点分布于苏州河沿线的聚类Ⅱ和城市近郊的聚类Ⅲ的水质较差;(2)在空间尺度上,500 m缓冲区对聚类Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ的总解释率最强,1 000 m缓冲区对聚类Ⅱ的总解释率最强;(3)在最优空间尺度上,城镇建设用地对各聚类水质都有较高的解释率,且与大部分水质指标呈正相关。     

森林景观格局研究中的尺度效应

以TM影像和野外调查为数据源,以3S技术为研究手段,从研究区域不同的取样尺度入手,分析了尺度变化对区域景观格局研究的影响.结果表明,研究区景观斑块的数量、最大斑块面积与取样面积之间关系密切.取样面积对景观格局的影响分析显示,在取样面积为研究区面积的70%时,景观多样性最高,平均多样性指数为1.854.当取样面积小于总面积的69%时,景观优势度指数呈增加的趋势.图4表2参16     

城市生态系统的格局和过程

城市生态系统是人类活动影响下的复合生态系统。人为的开发利用活动和局地的生物物理条件形成了城市特有的景观格局。城市发展改变了自然的生物栖息环境,从根本上改变了生态系统的结构、过程、功能,以及所提供的各种服务。这种改变最终又会影响人类自身的健康生存。文章综述了国内外有关城市景观格局和和重要生态过程之间相互作用机制的研究进展。通过研究发现,在大尺度上,净初级生产力是衡量城市发展对区域物流、能流影响的有效指标;在小尺度上,城市物流、能流过程和城市内部的景观结构、格局有很强的相关性。城市发展显著的改变了自然的栖息地及生物生长过程,本地植被种类减少,外来种增加,外来种的数量和人口数量有显著的相关性;而城市动物群落主要由一些小型哺乳动物、无脊椎动物、鸟类、两栖爬行类动物组成,其中,鸟类是研究城市化过程的有效指示物种。城市生态系统特有的景观格局及生态等过程显著的改了局部区域的微气候和水文过程,城市气温增加,风速降低,云、雾量增加,地表径流增加,流速加大,污染负荷增强等。因此,控制人类活动,优化土地利用的结构和空间格局,是改善城市生态系统结构和过程,保证可持续发展的基本出发点。但是,目前有关城市-格局-过程之间的影响机制还不十分清楚,尤其是定量研究较少。因此,结合传统的城市生态学,景观生态学的理论和其他相关学科领域的发展,为深入分析城市格局-过程之间的关系提供了重要的研究前景。     

草海国家级自然保护区景观格局变化与景观发展强度研究

基于遥感技术和地理信息系统,结合实地调查,选取草海国家级自然保护区1974、1992、2001和2015年4期遥感景观数据,将研究区景观斑块分为7种类型。使用多个景观指数指标和景观发展强度指数,对保护区不同时期的景观格局特征和变化以及景观发展强度变化及其规律进行分析。结果表明,草海国家级自然保护区在不同时期受气候、降水、水土流失和水体富营养化等自然驱动因素以及人口经济增长、土地利用、工农业污染等人为驱动因素综合影响,景观斑块、多样性、优势度、均匀度和破碎度等景观指数呈较大波动;4个时期保护区湿地景观发展强度指数平均为4.00±0.24,并且在2015年达到最高值4.27,说明草海湿地类型属于农业湿地,接近城镇湿地,处于中等健康水平。为确保草海国家级自然保护区生态环境健康发展,规范和统筹保护区景观的合理配置是草海综合治理需要考虑的重要措施。     

深圳市土地开发和景观生态演变特征分析

本文在探讨深圳市上地资源的利用与开发的基础上,研究分析了其内部景观生态系统类型的结构,功能和组成快速演变的机制和特征。认为深圳市特殊的地理位置,经济发展模式,区位特征和大规模的土地开发是区域景观生态系统类型结构和组成快速演变的根本因素。     

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.