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。     

黄河三角洲自然湿地景观连接度动态变化及其驱动因素分析

景观连接度用来度量景观空间单元之间的连续程度,它同具体的生态过程相结合可有效表征景观的功能特性。已有景观连接度的研究往往缺乏长时间序列动态变化的分析,且从不同区域尺度开展的研究也较少。同时,关于影响景观连接度变化的驱动因素还未有明确解释。因此,文章基于1991—2013年6期遥感影像数据,利用基于图论的指数方法测度景观连接度,对黄河三角洲整体以及自然保护区一千二管理站和黄河口管理站、垦利农业生态区、河口农业生态区和胜利油田区5个区域内自然湿地景观连接度的时空变化格局进行分析,并探讨影响自然湿地景观连通格局的主要驱动因素。结果表明,1991—2013年黄河三角洲自然湿地面积减少了548.75 km~2,景观连接度整体较低且呈现下降趋势,最大可能连接度指数不足0.1。期间,垦利农业生态区、河口农业生态区和胜利油田区的自然湿地面积减少严重,景观连接度下降明显。到2013年,这3个区域的自然湿地景观连接度全部下降至0.01以下。而一千二管理站和黄河口管理站内自然湿地的面积与景观连接度却有所增加,其中,一千二管理站自然湿地的景观连接度均在0.5以上,黄河口管理站自然湿地的可能连接度也从0.203增加到0.360。人类活动对黄河三角洲湿地景观格局的演变产生了重要影响。耕地、人工湿地以及油田、道路等建设用地是黄河三角洲湿地景观连接度变化的主要驱动因素,而自然保护区的设立和有效的管理措施是区内湿地景观连接度增加的主要原因。在此基础上建议扩大保护区范围,增加踏脚石斑块,保持水系连通以提高景观连接度。     

基于本底格局的鸭绿江口滨海湿地景观破碎化评价

在3S技术支持下构建了鸭绿江口滨海湿地景观本底格局,并以本底格局为参照,分别对1989年和2005年鸭绿江口滨海湿地景观破碎化过程进行了监测评价.结果表明:湿地本底格局可作为强度开发环境下湿地景观格局破碎化评价的参照依据.与本底格局相比,鸭绿江口湿地景观格局呈持续破碎化趋势,1989年和2005年湿地景观整体自然度分别为89.373%和86.691%.在不同自然湿地景观类型中,芦苇沼泽、滩涂和潮沟面积萎缩幅度较大,2005年其自然度分别为69.94%、71.49%和78.42%;各湿地类型的斑块密度都出现了不同程度的增大,其中芦苇沼泽和滩涂增大最明显,2005年斑块相对密度分别达18.507和6.879;滩涂斑块形状趋于复杂,2005年斑块相对形状指数为1.085,其他湿地类型斑块形状则持续简化;各时期不同自然湿地类型斑块聚集度指数均较高,反映出鸭绿江口各湿地类型多呈聚集分布的空间格局.     

近40年粤港澳大湾区湿地景观及其受损程度时空变化

湿地具有丰富的生物多样性、极高的生产力和生态价值。粤港澳大湾区湿地资源丰富,但随着社会经济的快速发展,湿地遭到城镇化、围垦和水环境污染等多种外界因素的干扰。利用1980—2019年5期粤港澳大湾区生态遥感解译数据,综合运用GIS空间分析和景观格局指数等方法分析粤港澳大湾区近40年来湿地景观时空变化及其受损程度。研究结果表明：1)1980—2019年,粤港澳大湾区湿地面积呈现增加的变化趋势,主要由人工湿地造成,人工湿地共增加1 752.55 km²,而天然湿地共减少688.98 km²,近10年天然湿地减少量明显变缓;2)粤港澳大湾区浅海水域、河流湿地和养殖塘湿地是优势景观类型,红树林、沿海滩涂、内陆滩涂、养殖塘和水库坑塘空间破碎度有所增加;3)湿地严重受损区域主要分布在广州、深圳和珠海,主要由建设用地、农田侵占湿地引起,40年间湿地转为城镇和农田的面积分别是762.73和178.71 km²。     

保护地空间邻近效应和保护成效评估——以若尔盖湿地国家级自然保护区为例

目前多采用比较保护地建立前后时间序列上或与邻近区域比较的方法判断保护地的保护成效,而未充分考虑保护地的空间邻近效应和空间异质性,因此影响了其准确性.为进一步改进自然保护地保护成效评估技术方法,识别辨析人为保护管理措施在高寒草地-沼泽湿地区域气候变化背景下的景观生态学效应,以四川若尔盖湿地国家级自然保护区为案例,采用"BACI"试验设计思路,以斑块密度、最大斑块指数和蔓延度指数等景观格局指数等为指标,定量分析若尔盖保护区的空间邻近效应和保护成效.结果显示:(1)保护区内湿地面积呈缩减趋势,灌丛、草地和建设用地面积增加,但沙化地面积减少;(2)若尔盖保护区存在空间邻近效应,为泄漏效应;(3)若尔盖湿地整体上仍呈破碎化趋势,但若尔盖自然保护区内大斑块面积减少趋势得到延缓,斑块间连通性降低趋势减小.本研究表明保护区的保护管理减缓了边界范围内景观破碎化趋势,取得保护成效;建议在进一步加强保护区内人为活动管控的同时,强化邻近区域的保护,以消除正在出现的孤岛化现象.(图4表4参35)     

苏北侵蚀型海岸湿地景观时空演变特征及驱动机制

运用RS、GIS技术和景观生态学方法,对盐城国家级自然保护区侵蚀型海岸湿地1987、1997和2007年3个时相的景观数据进行分析,辨识侵蚀型海岸湿地景观格局时空演变特征。结果表明,1987—1997年,研究区光滩面积比例由76.91%下降至58.37%,碱蓬湿地由18.68%下降至5.51%,芦苇湿地由4.42%上升至13.01%,并出现了米草湿地和养殖池景观类型,1997年其面积比例分别为13.35%和9.76%。1997—2007年,碱蓬湿地退化消失,养殖池减少,芦苇湿地、米草湿地、光滩面积增加,其比例分别为15.85%、14.50%和60.86%。就景观异质性而言,多样性指数先升后降,景观优势度持续下降。景观空间演替呈现单向性特征:1987—1997年,从陆地向海洋方向演替;1997—2007年,从海洋向陆地方向演替。海岸地貌过程和植物覆被类型的连续变化导致湿地景观演变呈连续变化,但干扰往往使生态过程的连续性发生改变。     

三峡库区(重庆段)景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响

以具有重要生态地理位置的三峡库区(重庆段)为研究区,结合2000—2015年Landsat TM数据,运用统计和网络分析法,从时空角度研究景观格局和生态系统服务价值的变化及其两者间的相互关系。结果表明,整体而言,研究区耕地和林地所占比例较大,草地、水域、建设用地和其他用地所占比例较小,建设用地面积增加最快;从时间上看,2000—2015年斑块密度、最大斑块面积指数呈先减少后增加的趋势,聚集度最大值和香农多样性指数最小值出现在2010年;2000—2015年生态服务价值总量先增加后减少,2010年达最大;从空间上看,景观破碎度逐渐从库区东北、东南向各区县建成区及主城区转移,东北与东南地区的景观完整性逐渐提高;生态系统服务价值低值区集中于各区县建成区,主城区生态服务价值最低,长江流域西侧的生态服务价值低于东侧。合理的景观格局对提高该区域的生态系统服务价值具有重要意义。     

江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应研究

土地覆盖是生态系统的重要组成部分,其具有明显的空间尺度(包括空间粒度和幅度)属性,而尺度问题是景观空间研究的关键环节之一。为了探究江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,在GIS和RS技术支持下,以江苏省原生滨海湿地2017年高精度遥感影像为基础,编制了景观类型图,选取一系列经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,为选择适宜粒度进行土地覆盖的景观指数计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,不同土地利用景观斑块密度、蔓延度指数、凝聚度指数、平均形状指数、面积加权分维数指数、丰富度指数、Shannon多样性指数、均匀度指数基本表现为林地最大,灌木地其次,未利用地、建设用地和水域最小;分离度指数耕地和未利用地最大,草地和水域其次,建设用地最小。在1—60 m粒度范围内,粒度增加对优势景观有加强作用,随着粒度逐渐增大,景观中的优势覆盖类型面积比率增大,其他景观覆盖类型面积逐渐减少。随粒度不断增加,在类型水平上,不同土地类型的景观特征指数变化曲线主要呈现3种类型:(1)随着粒度的不断变大,面积加权分维数、如斑块密度、平均形状指数、凝聚度指数呈现单调递减的趋势,各指数均表现为林地最大;(2)随粒度变化,面积百分比呈现稳定状态;(3)在粒度变化过程中,分离度指数及有效网格大小变化曲线差异性较大。平均形状指数、聚集度指数、分离度指数和凝聚度指数变化幅度并不大,受空间格局特征的影响不大。各类景观指数的分维数在1—60 m粒度内,具有明显的随粒度增加而减小的趋势,说明这些景观的形态结构在这一粒度范围内具有自相似性。相关性分析定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,不同景观特征与粒度的相关性存在较大差异。     

基于景观格局分析的青岛市海岸带生态脆弱性评价

为研究城市海岸带景观类型脆弱度变化特征,揭示海岸带生态脆弱性的时空分布规律,以青岛市2009和2018年遥感影像数据为基础,选取聚集度、分维数倒数、斑块密度、植被覆盖指数和生态适宜度等指标,计算景观类型脆弱度并构建生态脆弱性指数模型,进而对青岛市海岸带生态脆弱性进行评价。结果表明:(1)2009—2018年青岛市海岸带景观类型中,林地、水域和城乡工矿用地景观类型面积呈增加趋势,耕地、草地和未利用地景观类型面积趋于减少,其中,未利用地减少幅度最大(55.18%),城乡工矿用地大幅度增加(58.99%);(2)未利用地和草地的景观类型脆弱度较大,极易受到人为因素和外界环境的干扰,林地景观类型脆弱度次之,水域最小;(3)青岛市海岸带生态良好区和重度脆弱区面积减少,每年比上一年的年平均减少率分别为16.24%和16.83%,而轻度脆弱区、一般脆弱区、脆弱区都呈增加趋势,每年比上一年的年平均增长率分别为0.95%、10.74%和11.24%。生态脆弱性整体呈东部和西南部高、中部低的格局,轻度脆弱是青岛市海岸带的主要脆弱性等级。