海滨湿地景观过程模型与模拟研究——以江苏盐城保护区核心区为例

景观过程模型已经成为深化景观变化研究的重要手段并日益受到重视。海滨湿地是一种高度复杂和动态变化的景观系统,构建景观过程模型能够从机理上解释湿地景观时空动态演变过程。研究中,将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据2000、2006、2011 年3 个时相的景观资料以及野外生态监测数据,构建海滨湿地景观过程模型,结果如下：①利用空间代替时间并结合灰色关联分析,确定了海滨湿地景观演变的关键影响因素为土壤盐度和水分;②运用人工神经网络的方法,分析了土壤盐度和水分的空间分异,并通过图层叠加和分级统计,得出了土壤盐度和水分的阈值范围以及变化规律;③运用GIS-Matlab-CA技术构建了基于关键生态过程的海滨湿地景观过程模型,模型总体精度都在80%以上,Kappa 系数都在0.7 以上,一致性检验结果表明空间位置一致率决定了整个景观模拟的精度;④运用已构建好的模型对研究区2012-2020、2025 年的结果进行了模拟预测,预测结果表明,盐城海滨湿地芦苇沼泽和米草沼泽扩张、碱蓬沼泽面积减少的趋势将愈加明显。     

土地利用变化对湿地景观连通性的影响及连通性优化效应——以江苏盐城海滨湿地为例

土地利用与土地覆盖变化对湿地景观的结构和功能产生深刻的影响。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和地理信息系统技术,分析20年来土地利用变化对湿地景观连通性的影响,并以2007年湿地景观生态系统服务功能为基础,采用阻力面模型探讨湿地景观连通性优化途径及其效应。结果显示:①1987—2007年间,盐城海滨区域土地利用结构变化显著。其中耕地面积比重由36.72%上升为46.17%,自然湿地持续减少,面积由44.4%减为26.01%,人工湿地持续增加,面积由9.96%上升为18.72%;②随着区域人类土地利用活动的加强,光滩、碱蓬沼泽和芦苇沼泽的空间连通性降低,区域土地利用导致湿地景观之间生态流阻隔,景观生态服务功能减弱;③2007年湿地景观生态功能强度空间差异显著,以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,对湿地景观连通路径优化结果表明,废黄河口和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流影响最大,是景观生态节点优化的首要对象;④加强连通路径的关键区域优化、提高景观连通度是实现景观优化的关键。     

湿地景观破碎化对东方白鹳栖息地的影响——以三江平原东北部区域为例

以野外栖息地要素调查为基础,通过模型定量化分析,研究了三江平原东北部湿地景观破碎化过程及其对东方白鹳栖息地的影响。结果显示:当景观面积占区域面积超过50%,景观连通度高于50时,景观基质处于低度破碎化状态,景观斑块面积丧失对栖息地影响显著;当景观面积占区域面积小于30%,景观连通度低于30时,景观处于高度破碎化状态,景观空间隔离、斑块形状以及景观结构对栖息地影响更为显著。景观破碎化过程中,沼泽湿地主要在面积丧失方面对东方白鹳觅食地产生影响;而湖泡和岛状林湿地在斑块数量丧失和空间隔离方面对东方白鹳筑巢地和觅食地产生显著影响。     

湿地景观格局演变与生态安全响应——以福州市浦下洲区域及周边湿地为例

利用航空卫星图片与野外调查数据对福州浦下洲区域及周边景观格局动态变化及其生态安全响应过程进行研究.结果表明:浦下洲区域及周边湿地近20年来人类干扰作用持续加强,各种湿地景观类型破碎化程度加大;景观组分的变化过程对湿地生态系统的功能和稳定性产生了重要影响,大部分湿地生态功能已经丧失.     

三江平原淡水湿地生态系统景观格局特征研究——以洪河湿地自然保护区为例

对我国所剩为数不多的淡水湿地植物生态系统原生景观结构特征进行定量分析对于湿地保护与恢复具有重要意义。论文以多年期遥感影像提取洪河国家级湿地自然保护区植物分类信息,在GIS支持下,进行了群落、植被型和景观带3个尺度的景观格局分析。结果表明,草甸灌丛景观是研究区的基质性景观,草甸和沼泽湿地共同占据了研究区植被型的核心地位,小叶章-苔草群落则是植物优势群落。植物生态系统空间格局特征表现为:草甸灌丛分布在广阔的河间干湿交替地带,沼泽湿地主要成条带延伸于河道与洼地带,岛状林则出现在地势较高的岗地段,呈断块分布。研究区典型沼泽湿地面积7年间缩小约10%,周边人类活动造成水资源缺失是退化主要驱动因素,应尽早实行以流域为管理单元的自然资源管理体制。     

红树林湿地景观格局与近海海域水质的相关分析以广西北海地区为例

在EVNI4.8、SPSS17.0与ARCGIS10.0软件平台的支持下,选择广西北海地区近海海域为研究区域,以2010年SPOT5高分多光谱数据为基础,运用双变量相关分析法,分析了红树林湿地景观格局与近海海域水质的相关性。结果表明:红树林湿地景观格局对近海海域水环境质量具有一定的表征作用。景观总面积、破碎度、多样性及优势种是表征水环境质量的主要指标。景观格局指数与水质参数之间存在一定的相关性:景观总面积(TLA)与透明度显著正相关,斑块个数(NumP)与盐度显著正相关、与化学需氧量(BOD)显著负相关,平均斑块分维数(MPFD)与氨盐(NH4+)显著负相关,平均斑块面积(MPAR)与亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)和无机磷(P)显著负相关,多样性(SDI)与汞(Hg)显著正相关。其余景观格局指数与水质参数指标在数量上的相关性不明显。     

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。     

城市化背景下建设用地景观格局演变分析——以商丘市为例

快速城市化带来了一系列的生态环境问题,出现水土污染、环境恶化、生物多样性持续下降等现象,严重威胁人类社会的可持续发展.文章基于GIS技术,结合景观格局指数,对商丘市2000-2015年建设用地的扩张情况与景观格局进行研究.研究表明,15年来,商丘市建设用地面积大量增加,增加面积高达696.57km2,是2000年建设用...     

景观格局对大气污染的影响—以福建省为例

以福建省为研究对象,利用37个国家环境空气自动监测站点的监测数据和土地利用/覆盖数据,首先分析了土地利用/覆盖对SO₂、NO₂、O₃、CO浓度年变化和季节变化的影响;其次建立国控点不同半径的缓冲区并计算景观格局指数,探讨不同尺度下土地利用/覆盖的景观格局对SO₂、NO₂、O₃、CO浓度的影响。结果表明：土地利用/覆盖对大气污染物浓度变化的影响显著,建设用地的SO₂、NO₂、CO浓度均为最高,耕地的O₃浓度为最高。不同大气污染物浓度在不同土地利用/覆盖下的季节变化存在差异,耕地的SO₂浓度呈春冬季低,夏秋季高,其余污染物呈春冬季高,夏秋季低;NO₂浓度均呈春冬季高,夏秋季低;耕地与林地的O₃浓度为春秋季高,夏冬季低,建设用地与草地则从春季到冬季依次递减;CO浓度均为夏秋季低,春冬季高。不同景观指数对不同大气污染物浓度的影响存在差异及尺度效应,其中,春冬季3 000 m和夏秋季4 000 m半径范围内草地的斑块密度（PD）对SO₂浓度的影响较为显著且呈负相关,说明草地的PD越大,SO₂浓度越低;春冬季4 000 m半径范围内林地的斑块数量（NP）与NO₂浓度呈正相关,说明林地越破碎,NO₂浓度越高,而3 000 m半径范围内建设用地的NP与NO₂浓度呈负相关,说明建设用地越破碎,NO₂浓度越低;5 000 m半径范围内耕地的景观所占比例（PLAND）与O₃浓度呈正相关,说明耕地的PLAND越大,O₃浓度越高,1 000 m半径范围内林地的PLAND与O₃浓度呈正相关,说明林地PLAND的增加对O₃浓度的增加有一定的影响;除秋季外,1 000 m半径范围内林地的PLAND与CO浓度呈负相关,说明林地的PLAND越大,CO浓度越低。同时,通过对不同尺度下景观指数的分析发现,SO₂的最佳研究尺度为3 000 m;NO₂的最佳研究尺度为4 000 m;O₃的最佳研究尺度为5 000 m;CO的较佳研究尺度为3 000 m。

     

景观类型与景观格局演变对洪泽湖水质的影响

基于Landsat序列遥感影像数据解译进行了景观类型分类,分析了2008-2018年洪泽湖16个监测点位水质数据变化特征,从流域尺度研究了景观类型和景观格局演变对湖区水质的影响机制.研究结果表明,洪泽湖区主要水质风险指标为总氮(TN)和总磷(TP),淮安南区域TN和TP浓度较高.2000年之前洪泽湖流域内景观类型主要为...     

盐城海岸带景观格局与土地利用变化分析

土地利用/土地覆被变化（LUCC）是当前全球变化研究的重要内容,而景观空间格局动态分析则是景观生态学研究的核心内容之一。盐城海岸带是人类干扰强度较大的区域,自然湿地被大面积围垦,围垦后的土地不断被改变为不同的土地利用类型。本文选择盐城海岸带为研究区域,利用GIS和RS技术对1999年和2009年卫片和航片进行了提取、分类和分析,并计算了景观格局指数,分析了近10年来土地利用及景观格局变化。结果表明：耕地基本没有变化,林地、养殖池、河流水体、农村居民点等不断增加,潮滩大大减少,城镇发展缓慢。盐城海岸带的景观基质是耕地,景观和类型尺度上的分维数都接近于1,表明盐城海岸带受人类活动影响较大,而且有加剧趋势。随着人类活动程度的加剧,景观多样性稍有下降,均匀度上升。     

自然条件下盐城海滨湿地土壤水分/盐度空间分异及其与植被关系研究

以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4～5月对海滨湿地土壤采样分析结果,结合2011年ETM+遥感影像,运用典范对应分析(CCA)、线性回归模拟和地统计学方法,探索自然条件下盐城海滨湿地土壤水分和盐度的空间分异特征及其与植被类型的关系.结果表明:①土壤水分平均值在36.820%～46.333%之间;土壤盐度平均值在0.347%～1.328%之间,具体表现为米草滩>光滩>碱蓬滩>芦苇滩.②土壤水分和盐度的空间变异具有一致性,东西海陆方向上的变异大于南北海岸延伸方向上的变异.土壤水分和盐度最高值出现在西南部米草滩;最低值出现在芦苇滩内.将土壤水分和盐度从低到高分成Ⅰ到Ⅴ级,其中Ⅳ级比重最高,分别占36.156%和28.531%.③不同植被类型的土壤水分和盐度的组合呈现高盐度高水分到低盐度低水分的"双高到双低"组合特征.具体表现为:芦苇滩土壤水分<40.116%,盐度<0.676%;碱蓬滩土壤水分为38.162%～46.403%,盐度为0.471%～1.295%;米草滩土壤水分>43.214%,盐度>1.090%;光滩的土壤水分>43.214%,盐度>0.677%.     

江苏王港海岸湿地的围垦现状及湿地资源可持续利用

海岸湿地是全球生物生产量最高的生态系统之一,具有极高的资源开发价值和环境调节功能。王港地区是江苏沿海盐沼湿地发育的典型地区之一,随着盐沼湿地围垦的进行,湿地面积减少,环境退化。为了实现盐沼湿地资源的可持续利用,必须改变盐沼湿地开发利用的方式,发展科学的、有利于生态环境健康发展的产业,如开辟科研基地保护区、发展花卉、草坪业、滩涂生态旅游业、建立盐沼林牧复合生态系统、实行盐沼湿地的综合管理等,同时,还要严格执行相关的法律法规。     

自然条件下海滨湿地土壤生态过程与景观演变的耦合关系

景观过程与格局的相互关系与耦合机制,已经成为景观生态学研究的重要问题。以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4-5月对海滨湿地土壤采样分析,运用典范对应分析、主成分分析、线性回归模拟以及空间代替时间的方法,探索土壤生态过程与景观演变之间的耦合关系。结果显示:①典范对应分析表明,土壤过程能够很好地响应海滨湿地景观格局,从陆到海,5种景观类型有序地、按逆时针方向分布在CCA排序轴上,土壤过程与景观类型之间表现出不同的相关性。②通过主成分分析表明,三个主成分能够有效地响应景观格局。主成分与景观类型相关性排序表现为:第一主成分(土壤养分),米草沼泽>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽>芦苇沼泽>碱蓬芦苇交错带;第二主成分(盐度),碱蓬沼泽>碱蓬米草交错带>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>芦苇沼泽;第三主成分(有机质和水分),芦苇沼泽>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽。③运用空间代替时间,以样地到海堤的距离作为时间变量,主成分与景观演变之间相关性较好。多元回归结果显示:三个主成分与碱蓬沼泽→碱蓬米草交错带→米草沼泽时间序列的相关系数为0.859 2;与碱蓬沼泽→碱蓬芦苇交错带→芦苇沼泽时间序列的相关系数为0.892 8。土壤生态过程的改变是景观演变的重要动力,而景观的变化进一步引起土壤生态要素的改变,盐城海滨湿地景观演变就是在这种格局与过程的交互作用下,芦苇沼泽与米草沼泽不断扩张、碱蓬沼泽不断萎缩的过程。     

茂兰自然保护区景观格局空间变化研究

为促进保护区生态环境和地区社会经济的可持续发展,应用2005、2010年茂兰地区高分辨率影像和1∶5万地形图,基于Arc GIS、FRAGSTATS软件平台,采用移动窗口法、DEM,对茂兰自然保护区景观格局的空间结构及其演化进行研究。结果表明:1)保护区景观格局呈明显的5个团状高值区,中心区域异质性显著;2)从实验区到核心区,SHDI下降65%,ED降幅46.73%,LSI下降49.71%,PD下降40.21%,同时CONTAG上升43.95%,LPI上升达107.01%,景观由实验区团状、均衡、破碎化,向南部农用地随道路的延伸而镶嵌分布的格局转化,其中缓冲区整体空间密度高,异质性强;3)研究区人工景观集中分布在坡度0°~5°之间,自然景观以35°~45°向两侧递减,5°~25°间面积最小,实验区格局演化呈良性,要防止居民点向陡坡地区蔓延;缓冲区与核心区格局演化呈不合理,缓冲区不但要防止居民点向陡坡地区蔓延,还应合理规划道路、还林还草,提高农用地利用效率;核心区毁林开荒现象较为严重,且农用地利用率低;4)造成格局差异的因素主要包括保护区发展的政策导向、特殊的地理形态以及不合理的土地利用。     

基于SPSS的盐城自然保护区近海海域水质污染状况的分析

根据盐城自然保护区近海海域的监测数据,选取五大类代表指标,9个监测断面,运用SPSS统计软件对污染因子及主成分进行分析,研究主要污染因子的组合,并对相应污染源进行分析;通过聚类分析对近海海域的监测点及各监测点的污染数据进行分类,优化近海海域监测站点的分布,分析结果表明盐城自然保护区近海海域整体属于面源污染类型,但整个海域由北到南污染情况略有不同,海域北部偏重于化学污染类型,南部偏重于面源污染类型,分析的结论为该区域的环境监测及污染治理提供了重要的信息和依据.     

典型滨海湿地干湿交替过程氮素动态的模拟研究

滨海湿地是海陆相互作用的交错过渡地带,具有敏感而复杂的环境过程与功能价值.以典型滨海湿地崇明东滩为原型,采集湿地沉积物及海水样品,通过土柱模拟方法,研究了半月潮(15 d左右为周期的"大潮")与日潮(一个太阴日内出现的涨潮和落潮)水分生态过程沉积物NO3--N、NO2--N、NH4+-N与溶解性有机氮(DON)含量以及硝酸还原酶(Nar),亚硝酸还原酶(Nir),羟胺还原酶(Hyr)活性等的变化,旨为揭示滨海湿地潮汐驱动下沉积物周期性干湿交替过程氮素动态变化规律及还原机制.半月潮过程中,沉积物变干期间(含水量从35%降至5%～7%),硝化作用占主导地位.随着干燥程度的加剧(含水量从5%～7%降至0%～3%),沉积物中数量可观的NO3--N和NO2--N转化为DON.然而,随着干湿交替频次的增加,NO3--N和NO2--N向DON的转化率显著降低.干燥沉积物淹水变湿后(含水量从0%～3%升至37%～45%),NO3--N、NO2--N、NH4+-N与DON含量平均增加1～3倍.淹水后Nar、Nir活性的迅速升高表明,NO3--N和NO2--N的还原明显改善.3个培养周期沉积物Nar与Nir活性、Hyr活性与NH4+-N含量之间呈现极显著的正相关性,NO3--N、NO2--N含量的减少与NH4+-N含量的增加也显著相关.结合湿地沉积物干湿交替过程"低氮高碳"特征,可以认为,氨化途径主导了半月潮过程NO3--N的还原.相比较而言,日潮过程中,NO3--N、NO2--N、NH4+-N以及DON的含量均较为稳定,分别为(3.0±0.3)、(1.2±0.1)、(133.3±4.3)和(41.1±10.6)mg·kg-1.因此,日潮过程对沉积物氮素动态变化的影响较小.