基于景观格局演变的流域生态风险评价与管控——以贵州赤水河流域为例

以岩溶地区典型流域——赤水河流域为研究对象,以2000、2005、2008、2013年4期遥感数据为基础,结合Arc Map的空间分析功能,对流域景观格局演变过程进行分析,构建流域生态风险评价体系与管控措施。研究表明:2000~2013年赤水河流域无风险区、潜在风险区、轻度风险区分别由1.66、2.95、75.41 km~2上升至5.63、21.81、115.45 km~2,而中度、重度风险区却分别下降了35.6和40.27 km~2;历年生态风险演变格局为以城乡建设用地为中心,生态风险由轻度、中度、重度向潜在或无风险区过渡,轻度、中度、重度主要以点状扩散或增加,潜在及无风险区则连片分布于农田区和山地丘陵区;基于不同生态风险区的风险源管控对策,对建立流域生态风险预警机制、降低流域生态环境风险、维护流域生态服务功能具有十分重要的意义。     

雅砻江流域湿地景观格局变化分析

应用ArcGIS软件,对雅砻江流域湿地1986和2000年遥感数据进行解译、矢量化处理,用Apack软件进行湿地景观格局指数计算,研究了近15 a雅砻江流域景观空间格局特征及其变化。结果表明：（1）近15 a雅砻江流域湿地景观面积减少,减少量为49404 hm2,占2000年湿地总面积的0506%;（2）两个时期内湿地斑块密度保持不变,湿地景观的聚集度都很高,均在099以上,湿地景观集中分布,破碎化水平低;（3）雅砻江流域湿地景观的多样性指数水平和均匀度水平较低,而且两指数在两个个时期内没有发生太大的变化,且各类湿地景观比例差异相对较大,沼泽湿地景观控制的程度较高;（4）雅砻江流域的5类湿地景观分布质心基本上未发生变化,但总体格局分布质心向南偏移001°,再向西偏移023°,整体上向西南方向偏移了2532 km     

基于景观格局的喀斯特山区流域生态风险评估——以贵州省乌江流域为例

以小流域为采样单元开展流域景观生态风险评估,对建立流域景观生态风险预警机制、改善流域生态环境、构建生态安全格局具有重要意义。以2000～2015年土地利用数据为基础,基于景观格局法构建景观生态风险评估模型对贵州省乌江流域景观生态风险及时空特征进行评估与分析。结果表明:(1)15年来,乌江流域景观格局变化显著,其中林地面积增加了2.85%,湿地增加了0.13%,耕地减少了4.52%,其它用地增加了0.02%;(2)乌江流域2000、2005、2010、2015年的景观生态风险度块金值与基台值的比值分别为11.81%、12.05%、13.29%、14.04%,变程分别为10.9、22.8、10.7、12.8 km;(3)15年来,不同景观生态风险等级在面积上表现出不同变化趋势,其中高、极高风险区面积分别增加了8.46%、5.57%,弱、低风险区面积分别减少了6.28%、7.28%。由此可见,由于频繁的人类活动强烈干扰使得流域内景观生态风险整体呈现上升趋势。     

中尺度流域的景观格局分析--以湖北四湖流域为例

以湖北四湖流域为中尺度流域的代表，对流域九种景观类型657个斑块的形状、6种景观类型分离程度、四个分区及全流域的景观异质性进行了分析。结果表明：斑块伸长指数和形状系数是完全相关的，它们与周长／面积各自表达着形状复杂性的不同方面，有必要对其进行综合评价；四湖流域的不同类型的景观斑块形状有较大差异，分区间的斑块形状差异较小；湿地类型的斑块形状趋于简单，其中湖泊斑块形状员简单，非湿地类型的斑块形状趋于复杂，又以林地类型为员。这表明本地区的湿地，特别是湖泊，受到了更大的人类活动影响；湖泊斑块的分布最集中，居民点斑块的分布员分散，这不利于控制流域内的洪涝灾害；从流域的上游到下游，景观多样性和均匀度呈增加的趋势，景观破碎化程度呈下降趋势，这种景观异质性的空间差异反映了流域空间开发历史的长短和人类活动强度的差异。     

湿地景观格局演变研究评述

湿地景观格局演变研究是湿地生态学领域研究的热点问题。由于湿地具有独特的生态结构与功能并蕴涵丰富的生物多样性价值,其生态变化备受关注。同时,湿地资源作为一种重要的自然资源为人类的生存与发展提供了物质保证,深入了解湿地演变时空特征及其驱动机制是了解湿地生态演变规律和制定湿地保护对策的基础。通过分析近年来国内外湿地景观格局演变领域的主要研究理论、方法和成果,对包括景观格局指数、景观动态变化模型等湿地景观格局演变特征的研究方法和成果进行了探讨,分析了目前湿地景观格局演变驱动力研究的制约因素,对驱动因子的选取及定量表征驱动力的模型研究等各个方面的优缺点进行了评价,并在此基础上,进一步指出了本领域相关研究的研究趋势和发展方向。     

上海城市景观生态格局演变与生态网络结构优化分析

为了优化上海城市生态网络结构,综合应用景观格局、景观格局指数以及景观生态网络分析方法,提出上海城市生态品质提升途径。首先,应用面向对象的遥感图像分类方法获得了2008年和2015年上海市建设用地、农业用地、水域和绿地等景观类型分布,应用Fragstats软件获得景观格局指数,比较了城市景观格局和景观格局指数的演变;其次应用最小成本路径方法构建城市生态网络,与城市道路交通网络叠置,确定了生态网络结构的间断点;最后与《上海市基本生态网络规划》比较,提出了城市生态网络发展建议。本研究获得如下结论:(1)2008～2015年,上海市建设用地、农业用地、绿地和水域的面积比例由38∶51∶5∶6演变为46∶39∶7∶8。(2)上海市景观格局日趋破碎化、复杂化,连通性下降;建设用地的优势景观类型地位强化,郊区建设用地呈现破碎化入侵,农业用地面积减少且破碎化;绿地系统面积增大,但连通性不足,结构待优化。(3)经最小阻力分析获得上海市105条潜在生态廊道线路,在浦东新区、奉贤区、金山区、松江区和青浦区具有较好的环状度;经叠置分析识别出上海市骨干生态廊道的62个间断点,主要分布在青浦区、松江区、浦东新区以及奉贤区。(4)经比较分析发现,城市生态网络规划的生态网络骨架基本保持,但局部的生态网络结构存在问题,上海西北部和北部的生态廊道空间萎缩,东南部生态空间出现碎片化。     

汉江流域土地利用变化及空间格局分析

土地利用变化是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式,已成为全球环境变化研究的重要内容。基于遥感和地理信息系统技术,利用三期Landsat TM图像的解译成果,分析了安康市1985～2000年土地利用变化的结构特征及其空间差异格局。研究表明,近15年来,安康市土地利用转移量主要发生在耕地、林地、草地和水域之间．建设用地和未利用土地的转移趋势不明显。三个时段内各土地利用类型的净变化量差异比较明显。1985～1995年．耕地变化以转入为主,其中由草地转入的比重最大,占耕地总转入量的96．02％。1995～2000年,耕地以大量转出为主,共有1503．21hm2的耕地转为其它用地,其中转向林地和草地的量占耕地总转移量的比例分别是15．46％和78．77％。在行政区尺度上各种用地类型的净变化量分布比较均衡,而在垂直带空间尺度上耕地、林地和草地的净变化随海拔高度的分异较为明显。大致以1600m为界,耕地随海拔高度升高而递减,林地、草地随海拔高度升高而递增．     

安庆沿江湿地景观格局变化及其驱动力

湿地具有重要的环境和生态功能,安庆沿江湿地自然保护区以其良好的自然性,正成为学术界关注的焦点和热点。基于1988、2006年两期TM遥感影像数据,借助于RS/GIS工具,获取安庆沿江湿地的景观斑块数据,运用Fragstats景观格局分析软件探讨了近20年来安庆沿江湿地景观格局的动态变化特征,研究结果表明：(1)安庆沿江湿地以湖泊和滩涂沼泽为主要景观类型;(2)研究期内湿地景观面积发生了较大幅度的缩减,各湿地景观类型间的动态变化较显著,以湖泊的萎缩变化最明显;(3)安庆沿江湿地景观在空间配置上趋于破碎和零散,景观斑块边界的复杂性程度和不规则程度在逐渐下降,形状趋于规整,景观类型结构和数量趋于均衡,景观斑块间连接程度有所降低。进一步探讨其驱动力因素,认为主要受到研究区内人口密度、农业开发活动、国家和区域政策法规以及湖区农户湿地环境保护意识等因素的影响。     

基于景观格局演变的城市湿地景观生态规划途径

 综述城市湿地景观格局演变研究和城市湿地景观生态规划研究进展,认为城市湿地对城市可持续发展有重要意义,必须对其进行具有前瞻性的景观生态规划。分析景观过程和景观格局相互关系,结合目前城市湿地景观生态规划多流于现状的局限,提出基于景观格局演变的城市湿地景观生态规划途径,将城市湿地景观格局演变研究和城市湿地景观生态规划研究结合起来,使城市湿地景观生态规划包含时、空二维信息。该途径提出的目的是使城市湿地景观生态规划更具前瞻性,对城市可持续发展起到更大作用,并对构建城市湿地景观生态规划研究理论框架有积极意义。     

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.     

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     

东洞庭湖湿地景观变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,对东洞庭湖1989和2001年两个时段的TM（ETM）卫星影像进行了遥感解译。应用景观生态学的理论和方法,对不同景观类型的斑块和面积大小、形状特征进行分析,计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数。定量分析和〖HJ〗研究了1989~2001年东洞庭湖湿地景观的动态变化,结果表明,由于泥沙淤积,东洞庭湖湿地的面积正在日益缩小,湿地景观多样性和均匀度下降,景观优势度和破碎化程度增加,说明东洞庭湖部分湿地景观逐渐从以小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局向大斑块、类型较单一的景观格局演变。     

江汉平原建设用地扩张的时空特征与驱动力分析

建设用地的迅速扩张已经成为当前中国土地利用变化的主要特征。以中国科学院土地利用数据库（基于1995、2000和2005TM影像）为基础,利用GIS空间叠加分析和缓冲区分析技术,提取建设用地变化及其空间分布信息,运用建设用地扩张速度和强度指数对江汉平原1995～2005年10 a来建设用地扩张的时空特征进行了研究。在此基础上,结合各县市的社会经济等信息,运用灰色关联分析,对建设用地扩张的驱动力进行探讨。结果显示：总体上江汉平原建设用地扩张速度呈现增大趋势,但各县市之间扩张差异显著;各县市建设用地扩张分布上呈现组团状特点;沿交通线扩张的特征较为突出,尤其是后一阶段增幅高于前一阶段,沿江扩张增幅明显;总人口的增长是江汉平原建设用地扩张最主要的驱动力;交通条件改善、经济发展与区域建设用地扩张也有明显的相关关系     

昆明市域不同生态功能类型区景观格局与生态服务价值分析

以昆明市域的8个生态功能类型区为研究对象，利用2005年土地利用变更调查数据和相关统计资料，对不同类型区的景观格局指标和生态服务价值进行计算和分析。结果表明：①整个昆明市域有较高的景观多样性和异质性，而8个类型区之间差异较大；②2005年昆明市域的生态服务价值总量为339．7124亿元，各类型区中，生态服务价值总量和单位面积生态服务价值量最高的分别是农业发展功能区和水源涵养功能区，而两者都最低的是城镇建设功能区；③农业发展功能区在景观格局特征和单位面积生态服务价值量等方面，与昆明市域的平均状况非常相似；④有些类型区在景观格局特征或生态服务价值结构上，有较大的相似性；⑤林地、水域在各类型区的地位非常突出，支配着景观的多样性稳定性，并提高了生态服务价值总量和单位面积产出量。     

安徽省土地利用变化及其驱动力分析

利用GIS技术，基于20世纪，80、90年代中期和2000年三期土地利用数据，分析了安徽省的土地利用变化，土地利用变化在空间上表现为：变化范围广，几乎遍及全省各个角落；西部和南部山区其土地利用变化的幅度相对较小，中部，东部和北部地区变化幅度较大；在合理－巢湖－芜湖－马鞍山一片其变化幅度最大，土地利用变化在数量及时间上表现为：耕地（含水田和旱地）大幅减少，其次为草地和林地，代之以城镇用地，农村建设用地和水域的迅速增加，1987－1995年变化的幅度明显小于1995－2000年的变化幅度，随后运用典型相关分析方法对安徽省90年代中期和2000年之间的土地利用变化的驱动因子进行了统计分析，定量诊断出各驱动因子对安徽省土地利用变化的贡献作用大小，对1987－1995年安徽省土地变更数据进行统计分析，揭示了期间土地利用变化的驱动力。     

洞庭湖区湿地景观指数选取与格局分析

在遥感与地理信息系统的支持下,从2000年的LANDSAT TM影像中提取洞庭湖湿地信息,结合景观结构分析软件FRAGSTATS计算湿地景观指数,采用主成分分析法与方差矩阵分析法选取最能表征湿地结构及功能的核心景观指数,分析洞庭湖区湿地的景观结构特征及功能状态。研究表明：Shannon多样性指数、斑块面积标准差、斑块丰富度密度与景观类型平均分维度最能反应湿地景观的信息及特征;研究区景观格局的空间差异性与组织结构状态具有明显的不均衡性,湿地景观类型比例不均,水田与湖泊景观优势显著;以洞庭湖核心区滨湖的县市和远离湿地核心区的县市为两大群体,在景观格局复杂性和多样性状态中表现出两大群体相似的特征。     

巢湖区域主要环境问题及其整治对策的初步研究

系统地论述了巢湖区域环境背景现状，分析了流域内存在的主要环境问题以及湖区水环境污染的特点。在此基础上，从区域自然综合体的角度出发，提出了整治巢湖区域环境，重建区域生态平衡的措施。     

滇池流域生态承载力及系统耦合效应剖析

利用ENVI4.8和Arcgis9.3软件对2001~2010年的遥感影像数据进行处理和分析,计算得出各年份的生态承载力。结合相关年份的社会经济数据,同时根据滇池流域的实际情况提取18个分析指标,运用相关分析和回归分析方法,对滇池流域生态承载力以及其与生态环境系统、资源环境系统、社会经济系统3个子系统要素的耦合关系进行分析。结果表明:(1)2001~2010年滇池流域的总生态承载力和人均生态承载力呈快速下降趋势,降幅达37.3%;耕地生态承载力呈下降趋势最明显,下降幅度达52.61%,但建设用地的生态承载力上升幅度达27.08%。(2)滇池流域生态承载力与三大系统要素相关性较好,其耦合形态呈"J"、"L"型、"U"型和倒置的"S"型等。(3)对耦合形态的形成机理进行分析,其结果表明:城镇化、社会经济的发展以及流域内粗放型的经济增长方式对形成这种耦合形态的影响较大。     

基于生态系统水平的洞庭湖生态风险评价

以“生态系统服务”为生态风险评价终点,通过量化外界压力源与生态系统服务的“压力 响应”模式,建立基于生态系统水平的生态风险评价方法。该方法将生态系统整体作为分析对象,同时考虑了生态系统的各种组成要素及要素间的复杂关联作用。运用该方法评价了洞庭湖的生态风险,并对评价结果进行了分析。评价结果表明东洞庭湖的生态风险程度最高,西洞庭湖次之,南洞庭湖最低。造成洞庭湖生态风险的主要压力源为城市化、生活和气候变化;主要胁迫因子为有机污染物、营养物质和水流量变化。受影响较大的生态系统指标为生物多样性、河湖连通性和碳循环;营养循环价值、净化水质价值和生物多样性价值3项生态系统服务风险程度较高