博斯腾湖流域景观生态风险评价与时空变化

以博斯腾湖流域为研究区,利用eCognition软件对博斯腾湖流域1990年、2000年、2010年和2015年4期Landsat遥感影像分类。基于土地利用类型的生态脆弱度和景观干扰度指数构建景观生态风险评价模型,并利用空间自相关分析方法,开展博斯腾湖流域景观生态风险评价的时空变化研究。结果表明:(1)1990-2015年,博斯腾湖流域景观格局变化明显,主要特征为水域景观面积减少了64.33%,景观优势度降低;林地、耕地和城镇用地增幅显著,三者分别增加了47.96%、44.77%和85.15%;草地仍是流域主导景观类型。流域整体斑块数量减少,景观破碎化程度减弱。(2)低风险区和较低风险区主要分布在流域北部,土地利用以草地为主;高风险区主要分布在流域东南部,土地利用以未利用地为主;较高风险区主要围绕高风险区分布;中等风险区分布比较零散。(3)1990-2015年间,高风险区面积增加了386 263 hm2,低风险区面积减少了217 216 hm2,研究区总体生态风险等级增加,博斯腾湖流域生态质量存在进一步退化的趋势。     

呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局动态分析及预测

在Arc/Info和ERDAS等软件的支持下,以1995,2000和2005年三期呼伦贝尔地区的遥感影像和地形图为基础数据,解译提取了森林-草原交错区景观格局空间分布信息,并运用景观生态学原理和方法,选取景观斑块分维数、分离度和景观优势度等指标,分析了该区1995—2005年的景观格局动态变化. 同时,利用马尔柯夫链模型对该区景观格局变化进行了预测. 结果表明:在以人类活动为主的一系列外界环境因素的影响下,预计到2020年,草地和林地面积减少最多,其中草地面积所占比例将由1995年的41.200%下降到32.529%,主要转变成为耕地和未利用土地,耕地和未利用土地占交错区总面积比例将分别达到7.573%和6.132%.      

基于LUCC的露天矿区景观格局研究一以黑岱沟露天煤矿为例

露天矿区开发活动主要是在景观层次上进行,其直接导致土地利用／覆被变化（LandUse／Cover Change,LUCC）。本文以黑岱沟大型露天煤矿1987年、1990年、2000年及2010年4期遥感影像的土地利用数据为基础,基于GIS空间分析功能,以破碎度、分离度和优势度景观格局指数和景观类型脆弱度为指标,分析景观格局现状。研究显示：开发初期,耕地和草地虽有所减少,但所占面积保持在80％以上;生态恢复开始后,土地类型向林地和草地转移的面积逐渐增多。景观水平上分析显示,景观上破碎化程度加大,煤矿建设用地斑块面积逐年增大。从景观指数看,耕地、草地、未利用地的破碎度、分离度指数变化呈上升或不稳定状态,建设用地的破碎度和分离度指数有所减小;优势景观类型有所改变,建设用地对于区域景观的控制作用逐渐加强。     

普兰店市土地利用景观格局及其生态环境效应研究

基于研究区2010年的土地利用图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,定量分析了普兰店市景观空间格局及其生态环境效应.结果表明：（1）普兰店市旱地景观面积最大、分布最广,其面积比例为47.1％,林地景观的面积比例也较大,草地和沼泽地的面积比例较小.平均斑块面积0.82 km2/个,景观多样性指数为1.35,优势度指数为0.73,均匀度指数为0.62;（2）大部分旱地景观分布在普兰店市南部,林地景观大多分布在北方.城乡用地、水田则相对集中分布在南部沿海地区;（3）普兰店市的生态环境指数为0.40,生态环境质量总体一般.     

高速公路对沿途土地利用及景观格局的影响——以内蒙古省道103线蒲滩木刀口到城壕段为例

利用2002年和2006年公路建设前后的两期遥感数据,分析了公路对沿线土地利用和景观格局的影响。结果表明：公路建设使公路用地面积增加了4.10km^2,主要由侵占农业用地和沙地所导致;居民区、森林面积分别增加了1.12km^2和0.08km^2,其余土地利用类型面积有所减少;道路、居民区和森林的景观破碎化指数增加,农田、草地、灌木、沙地和水域下降;景观多样性指数增加,景观优势度降低。     

基于一级水生态分区辽河流域景观格局时空动态分析

以辽河流域四个一级水生态分区为研究区,基于1990、2000、2005年TM影像,应用GIS技术,采用转移矩阵和景观指数方法,对辽河流域1990～2000年和2000～2005年期间土地利用和景观格局的变化进行了综合分析。结果表明:1990～2000年间水生态Ⅰ区耕地减少显著,减少的耕地主要转变为林地,而2000～2005年间草地面积大幅度减少,减少的草地主要转变为耕地;1990～2000年间水生态Ⅱ区耕地面积大幅度减少,耕地主要转变为草地和林地,2000～2005期间耕地大幅度增加,主要来源于草地;1990到2000年间水生态Ⅲ区耕地面积大幅减少,耕地主要转变为林地,2000～2005年大量林地转变为耕地和建设用地;水生态Ⅳ区包括浑河和太子河流域,其中浑河流域在1990～2000年时期景观格局的变化类型主要是由耕地转变为林地和建设用地,太子河流域耕地主要转变为林地。2000～2005年时期浑太河流域景观格局变化类型主要由减少的林地流向耕地。景观指数分析得到辽河流域景观变化的总体趋势是:形状更加复杂,异质性增加,破碎化程度加剧,尤其以建设用地的破碎度最高,并且有逐年增加的趋势。Ⅰ区和Ⅱ区景观连通性和聚合度在1990～2005年时期呈上升趋势,而在Ⅲ区和Ⅳ区在2000年景观结合度和连通度最低。研究时间内Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区景观多样性和均匀性指数在前期变化不显著,后期显著上升,Ⅲ区多样性和均匀度最高时期是2000年,1990年和2005年差别不显著。     

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。     

基于景观结构和空间统计方法的绿洲区生态风险分析——以石羊河武威、民勤绿洲为例

论文以石羊河流域武威、民勤绿洲为研究区域,在ArcGIS 10.0、ArcView 3.2 软件和景观格局分析软件FRAGSTATS的技术支持下,采用干扰度指数、景观脆弱度指数、优势度指数和破碎度等指数,并通过分析景观格局与生态风险度之间的关系,将各景观指数进行栅格叠置运算,从而构建生态风险度,在此基础上,利用GIS局部空间统计方法研究分析了绿洲区景观结构格局和生态风险的时空变化特征及聚集模式。研究结果表明:① 城乡用地快速扩展的同时,耕地和草地景观有较大幅度的降低,优势景观类型由耕地、草地向耕地和建设用地转变;② 武威绿洲生态风险经历了从较高到中度的转变,生态风险整体趋于好转,而民勤绿洲生态风险从中/较高到较高/高变化,生态风险有所恶化;③ 武威绿洲主要为高于平均值的要素趋于聚集,表现为低生态风险小区高度聚集,且聚集度有上升的趋势,而民勤绿洲则主要为低于平均值的要素趋于聚集,高生态风险小区高度聚集,随着时间的推移呈现面积增大、空间扩展的态势。     

基于景观格局的FAST宁静区生态风险时空演变分析

为揭示FAST工程的建成对宁静区及区内不同圈层生态环境的影响,并为区域未来的生态保护和风险防范提供一定参考,以2000、2010、2020年土地利用数据为基础,利用景观干扰度和脆弱度指数构筑评价模型来分析该区域2000～2020年景观格局及生态风险的演变特征.结果表明:林地、草地、耕地为FAST宁静区的优势景观类型,前10a景观变化以草地、耕地向林地转化为主,人类活动相对较弱;后10a建设用地快速增加,三个圈层综合动态度皆有所上升,景观变化渐活跃但仍处于较低可控水平;FAST宁静区以低、较低、中生态风险区为主,核心区、中间区生态风险低,但受FAST工程影响有上升趋势,边远区生态风险变化表现为“两极下降,中间升高”的纺锤状;FAST宁静区生态风险呈空间正相关且相关性越渐显著,分布特征以“高-高”聚集和“低-低”聚集为主.     

水陆交错生态脆弱带景观格局时空变化分析——以洞庭湖区为例

应用3个时期航空遥感图像为基本信息源,在Arc/Info系统的支持下,建立空间信息库,应用景观破碎度、分维数、优势度、多样性指数、均匀性指数等指标,对洞庭湖区景观空间格局的时空演变进行分析,结果表明:水陆景观之间的交替变化显著,耕地面积减少最多,达30608hm₂,水域面积增加最多,净增48978hm₂。20a来整个区域的景观破碎度加重,多样性增加,优势度下降。进一步具体分析各景观类型发现,耕地、草地、居住建设用地的破碎度和分离度1980～1990年间表现为增加,1990～2000年则表现为减少,表明湖区的自然保护区建设和退田还湖、移民建镇政策已初显成效。由于受泥沙淤积和退田还湖的影响,20a中水域景观的分布质心整体上移动了2.31km,向东南偏离了53.87°。     

1980—2020年永定河流域景观格局动态变化及驱动力分析

为研究高原—山区—平原—滨海生态要素梯级流动特性的流域景观格局动态变化规律,以永定河流域1980—2020年7期Landsat遥感影像为主要数据源,综合运用景观面积动态分析、景观格局指数和数理统计等方法分析了近40年来永定河流域景观格局演变特征,并揭示其驱动因子。结果表明：1）1980—2020年流域土地利用类型以耕地、林地、草地为主,面积占比约90%;近40年,耕地、草地面积分别减少1 376.38、463.42 m²,建设用地、林地面积增加,综合土地利用动态度在2015—2020年变化最大。2）在类型水平上,建设用地斑块破碎程度明显降低,其余用地类型变化不明显;景观水平上,香农多样性指数（SHDI）由1.29增至1.35,香农均匀度指数（SHEI）由0.67增至0.75,景观整体结构趋向复杂,异质性增加,团聚程度下降,景观破碎化加剧。3）流域景观格局变化受社会经济因素、自然因素和政策因素共同影响,其中社会经济发展为主要驱动力,经济发展和城乡人口结构变化是景观格局变化的主要驱动因子。

     

基于GIS的城市最小生态用地空间分析模型研究——以深圳市为例

21世纪,全球范围内城市化已经成为人类社会发展的必然趋势,城市扩张不可避免地将大量的森林、农田、草地、湿地和水域等发挥着重要生态服务功能的生态用地转化为城市建设用地,对城市、区域乃至全球的生态系统造成较大的影响。在未来快速城市化过程中,保护必需的生态用地对于维持城市自身生态系统健康、改善城市居民生活质量和城市可持续发展有着重要意义。研究以中国经济特区深圳市为例,将景观生态概念模型与生态系统服务功能价值评估方法结合起来,在GIS技术的支持下,构建了城市最小生态用地空间分析模型,并分别按照保留城市面积30%、40%、50%和60%生态用地的4种情景,分析最小生态用地空间分布的合理性,结果表明论文所构建的最小生态用地模型能够很好地将城市当中具有重要生态系统服务功能的土地提取出来。     

三峡建坝前后洞庭湖区湿地景观格局变化

根据洞庭湖区1987—2008 年的6 期遥感影像数据资料,利用景观格局指数及转移矩阵模型等方法重点分析了三峡工程建坝前后洞庭湖区湿地景观格局的变化特征,以及对洞庭湖区湿地演变的主要影响。结果表明：①整体景观破碎化程度增大,景观异质性减小,景观形状趋于复杂化;②水体的破碎化程度增加,斑块间的结合度降低;泥沙滩地的破碎化程度先加大后降低,最大斑块面积有所增大;苔草滩地和芦苇滩地的破碎化程度先后经历了增大→减小→增大的过程;防护林滩地的破碎化程度由减小到增大到再增大;耕地（水田、旱地）破碎化程度在逐渐增大;建设用地斑块数增加最多;林地的结构相对稳定;③三峡工程运行使洞庭湖区湿地的水沙和泥沙淤积发生变化,导致湿地呈正向演替,自然湿地面积减少。     

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。

     

吉林省西部草地的时空变化及其驱动因素分析

吉林省西部草地退化严重,研究该区草地时空演变对其畜牧业及生态环境可持续发展具有重要意义。利用1980、1995、2000年三期遥感影像,在RS与GIS支持下,解译提取该区草地信息,分析其时空变化。结果表明:①20年来,草地面积减少40.70%,尤其高覆盖度草地,净减少率达51.96%;②1980至1995年,从动态度可以看出高覆盖度草地对草地整体变化影响较大;1995至2000年,总动态度和高、中覆盖度草地动态度接近,这两种草地类型对草地整体变化影响较大;③草地主要转化为耕地和盐碱地,转移面积分别达475799.43hm²和303182.06hm²;④20年来,各类型草地重心向东北方向偏移,不同阶段各类型草地重心偏移表现出无规律性、多向性。自然因素对该区草地退化起到一定的驱动作用,人类活动干扰则是主要驱动力。     

近30年秦岭东西两县区森林景观类型的时空变化

在3S技术的支持下,分别以秦岭东部商南县和西部略阳县的1978年多波段扫描仪(MSS)、1990年专题制图仪(TM)、2001年增强型专题绘图仪(ETM)和2006年专题制图仪(TM)影像图为基础,提取并分析了秦岭东西两县森林景观类型的时空变化.结果表明,从景观类型看,商南县以阔叶林和灌丛为主,分别占57.63%、18.51%,略阳县以阔叶林、针叶林和灌丛为主,分别占39.74%、17.69%和17.20%,近30年两县各类森林景观的变化趋势和幅度存在明显差异,商南县的变化幅度大于略阳县.从景观结构看,商南县各景观类型的分离度、破碎度指数的变化大于略阳县,即近30年来商南县各森林景观人为干扰的程度大于略阳县,人口、工业化程度、农业发展情况以及政府政策是引起两县森林景观类型差异性的主要原因.     

山西省自然保护区生态系统格局及稳定性变化趋势研究

掌握自然保护区生态系统格局信息,对于摸清生态环境现状,评估保护成效,进而提出保护对策具有重要的意义。论文以2000和2010年为时间点,利用生态系统转移矩阵和正向逆向转换指数（Positive and Negative Transformation Index,PNTI）模型分析山西省自然保护区生态系统格局转换趋势,并运用Shannon-Wiener多样性指数和净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）分级标准分析生态系统稳定性变化特征。结果表明：山西省自然保护区以森林生态系统为主,其次为草地生态系统和耕地生态系统;2000—2010年间,保护区生态系统格局朝着有利的方向发展,生态系统阻抗稳定性和恢复稳定性也呈增强趋势;保护区植被生长状况得到了较好的改善,且森林生态系统保护区的保护作用最为突出,其他保护区生态系统稳定性较弱,尤其需加强对野生动物保护区的管理与修复。     

西南地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

选择西南地区2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感影像数据,利用土地利用动态度分析土地利用变化情况,并依据当量因子法对生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）开展评估。结果表明：西南地区土地利用以林地、耕地和草地为主,分别约占总面积的48%、28%、20%。人工表面、草地、林地和耕地面积变化显著,20年间的净变化量分别为11 971.18、−8 738.63、−5 344.95、−2 244.40 km²。土地利用动态度呈上升趋势,尤其是2010年后土地利用变化程度加剧,其中人工表面动态度正向变化幅度最大。2000—2020年总ESV呈下降趋势,共减少195.55亿元,其中四川省、云南省下降较为明显。各类ESV变化趋势与土地利用类型变化趋势相似,林地、草地和耕地面积的减少是导致ESV亏损的主要因素。在未来发展中,应加大对林地、草地的保护力度,加强基本农田保护和高标准农田建设,提高土地集约节约利用水平,合理规划城乡建设用地,缓解经济增长对土地资源和生态系统的压力。     

基于GIS的港口总体规划景观生态学分析

以营口港为例,基于GIS的港口总体规划景观结构分析,结合景观生态学指数,分析了港口地区景观结构在规划实施前后的特征及其变化,并探讨了港区景观结构变化对海岸带生态过程可能产生的影响.结果显示,营口港规划的实施将不会从根本上改变当地海岸带生态系统的景观特性,但仍可能产生一定的影响,主要表现为人工类型斑块面积及其所占比例将有较大幅度的增长,人工类型斑块的破碎度指数略有下降,其分布将更趋于一体化.研究还表明,在GIS的支持下,进行港口总体规划的景观结构分析完全可行,有助于分析港口建设所可能产生的景观生态学效应,值得进一步研究和探讨.