嘉峪关市中心城区扩张过程及其景观特征变化

以中国干旱区嘉峪关市1986、1996、2006和2010年Landsat TM/ETM＋影像为数据源,采用道路扩展和城市建设用地扩张强度反映城区建设扩张过程,同时分析了城市景观类型的斑块特征和结构特征,研究结果表明：1）嘉峪关市中心城区主干道路扩展显著,城市面积增加明显。1986—2010年间嘉峪关市道路长度增加了100.20 km,城市面积从1986年的2 220.03hm^2增加到2010年的5 048.22hm^2,年均扩张强度指数达5.10%。2）城市景观格局变化显著,建设用地、城市绿地和水体分别增加了2 003.74hm^2、655.30hm^2和169.15hm^2,未利用地则减少2 828.19hm^2。建设用地和城市绿地破碎度增加,未利用地破碎度减少。3）城市景观斑块类型更趋均衡化,整体景观和异质性多样性增加。4）城市扩张是嘉峪关城市绿地和水体明显增加的重要原因,人类活动对城市生态环境的影响逐渐增强。     

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。     

Assessment of ecological risks induced by land use and land cover changes in Xiamen City,China

The landscape ecological risk (LER) in Xiamen City, China, from 1990 to 2030 was studied using an urban land use and land cover change (LUCC) model and LER analysis. The LUCC model was used to predict the LUCC of Xiamen from 2020 to 2030. We analyzed the characteristics of LUCC and landscape pattern changes and, finally, evaluated the effect of rapid LUCC on LER. Of the six landscape types investigated, built-up land and farmland demonstrated the most significant changes. The area of built-up land increased by 1.5 times in 2010 and is predicted to increase by 2.7 times in 2030 than that in 1990. The area of farmland increased from 34.5% in 1990 to 24.5% in 2010 and is predicted to decrease to 15.1% in 2030. The number of patches (NP) of built-up land decreased with increasing area, which promoted the dominance of built-up land over other landscape types. Five landscape types, those other than built-up land, increased in NP, landscape fragmentation, segmentation, and disturbance but decreased in dominance. The LER of Xiamen in 2010 was slightly lower than that in 1990. However, with the acceleration of urbanization, the LER in 2020 and 2030 will increase by 7.6% and 12.5% than that in 2010. The LER will significantly increase in areas such as the Huandong sea area, the second urban core of Xiamen, and northern Xiang'an. For the areas, some measures (e.g. optimum urban spatial growth patterns and control of coastal reclamation) must inevitably increase to reduce the LER posed by rapid urbanization.     

人类活动对上海市生物多样性空间格局的影响

为了揭示人类活动对城市化地区生物多样性空间格局的影响及其景观生态学机制,文章将上海市作为研究对象,选择3个人类活动指标、3个主要类型生态系统的4个景观特征指标与8个生物多样性指标,探讨人类活动强度、野生动植物生境景观特征及生物多样性三者之间的相互关系。结果显示,人口增长和城市扩张对上海市生物多样性的空间格局产生了显著影响。在上海地区,人口密度较高、交通较为发达的区域,湿地和农田的景观连续性较低,生物多样性也较低,外来入侵物种丰度较高。这表明在快速城市化过程中,人类活动通过改变野生动植物栖息地景观质量来对区域生物多样性产生影响。本研究还显示,经济发展并非一定对生物多样性具有负面影响。因此,在保持经济发展的同时,通过优化产业结构与加强生物多样性管理,可实现对生物多样性有效保护。     

1985-2010年南京市耕地变化轨迹及驱动力分析

随着经济的快速发展,城市化程度加剧,南京市的土地利用发生了巨大变化.基于1985-2010年覆盖南京市的Landsat MSS/TM卫星影像,利用最大似然法获取南京市历年土地利用数据,将其归纳为耕地和非耕地2类.基于分类结果,提取并归纳了恒定耕地、恒定非耕地、转变为耕地、转变为非耕地和短暂性耕地5种耕地类型的变化趋势,借助景观水平上的斑块占景观面积的比例以及散布与并列指数来分析5种耕地类型变化趋势的景观格局时空动态,以说明耕地扩张和遗弃的时空轨迹.结果表明：（1） 1985-2010年,耕地面积减少40.42％;（2）恒定耕地面积在方位3所占比例最大,为56.89％,转变为非耕地主要分布在方位1、6和8,揭示了城市扩张的主要方向;（3）恒定耕地类型主要分布于六合区,面积为895.92 km2,转变为非耕地主要分布于江宁区;（4）恒定非耕地集中于市中心附近,而恒定耕地则远离市中心分布;（5）恒定耕地仍占主导地位,转变为非耕地具有较高破碎度.短暂性耕地面积不稳定,较易发生土地撂荒乃至土地退化;（6）人口与产业重心转移、经济发展、政策和城市扩张是显著影响耕地空间格局的关键因素.     

利用景观梯度法分析张家港市城市景观变化

在遥感与GIS技术平台的支持下,利用景观格局梯度法分析了张家港市各土地利用类型的景观格局及其时空分布特征.研究结果表明,2002-2006年,张家港市城市景观格局总体变化明显,城镇用地增长22.10%,农业用地则减少14.96%.在空间上,呈现出城市一城乡交错带一农业区的变化特征;在时间上,整体样带体现出斑块密度升高、...     

Urban forest landscape patterns in Ma'anshan City,China

The landscape pattern of Ma'anshan City was analyzed based on theories and methodologies of landscape ecology, remote sensing, global positioning, and a geographic information system (GIS). The study area encompassed the entire built-up area of 63.88 km²; a north–south transect 3-km wide and 13-km long was established along the long axis of the city. Five major landscape elements were assessed: urban land, urban forest, agriculture, water, and grass. Urban land was the dominant land cover type, and occupied 67% of total land area; while patches of urban forest occupied 16%, with a landscape element dominance of 0.42. Urban forest was classified according to land-use category and location into six types: scenic forest, yard forest, recreational forest, roadside forest, shelter forest, and nurseries. There were 2464 urban forest patches, the largest being 185.1 ha, with an average of 0.43 ha. The low nearest neighbor index and high patch density indicated that urban forest patches tend to be aggregated and have a high degree of fragmentation. This study also demonstrated that the spatial pattern of urbanization could be quantified using a combination of landscape metrics and gradient analysis. Urban forest has distinct spatial characters that are dependent on specific landscape metrics along the urbanization gradient.     

城市雨水管网降雨径流污染特征及对受纳水体水质的影响

以北京市城区和近郊区选取的2个不同下垫面类型的汇水小流域为代表,在2008—2009年共进行了4场降雨过程的雨水管网出口和下游受纳水体水质同步监测.研究结果表明,分流制雨水管网降雨径流污染严重,其中悬浮物浓度高于城市污水,COD、氨氮、总磷和总氮浓度略低于城市污水,但明显高于《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中的Ⅴ类标准,以及《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B标准;木樨园小流域由于绿地面积比例小,道路面积比例大,城乡结合部地带环境卫生相对较差,雨水管网降雨径流各污染物的EMC浓度比西蒲小流域高21.4%—246.5%.雨水管网降雨径流存在一定程度的初期冲刷效应;雨水管网降雨径流中COD和总磷与悬浮物之间具有较强的相关性.管网降雨径流使受纳水体污染物浓度升高16.9%—541.7%,其中悬浮物、COD和氨氮升高幅度最大.增加城市绿地可明显降低降雨径流中的悬浮颗粒物及其携带的有机污染物的含量.     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用G IS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化,探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50 a来居民地面积和数目激增,居民地斑块面积、聚集度增大,表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中,居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张,两者邻接比例呈上升趋势,两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同,主要分布在早期的耕地新增区,1954—2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增,各居民地之间的距离亦呈缩短趋势,但居民地最近邻点指数表明,近50 a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布,农垦经济仍占主导地位,人为规划比城镇发达地区薄弱。     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用GIS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化，探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50a来居民地面积和数目激增，居民地斑块面积、聚集度增大，表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中，居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张，两者邻接比例呈上升趋势，两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同，主要分布在早期的耕地新增区，1954-2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增，各居民地之间的距离亦呈缩短趋势，但居民地最近邻点指数表明，近50a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布，农垦经济仍占主导地位，人为规划比城镇发达地区薄弱。     

道路建设对成都市热岛效应的影响

热岛效应是城市气候最显著的特征之一。土地利用方式及土地覆盖的改变,如城市化和道路建设是导致热岛现象的重要原因之一。然而目前针对道路属性（道路密度及类型）对城市热岛效应的影响研究还较缺乏。本研究运用2012年成都市不同时次（冬夏季）的遥感数据及城市道路交通专题图,运用3S技术探讨道路密度对城市热岛效应的影响以及不同类型道路对城市热岛效应的热贡献。研究表明：（1）成都市热岛效应明显,市区地表平均温度显著高于郊区且热岛强度呈现夏强（3~4℃）冬弱（2.5~3℃）、夜强昼弱的特征。日间城市热岛效应呈现多热中心的分布模式,但冬夏季热岛中心位置不同。夏季日间热中心位于城市的西南部和中东北部,最高可达32.66℃,而冬季日间城市的西南部地表温度较高且热中心主要分布于城市边界地区,地表温度超过16℃。无论冬夏,夜间城市热岛效应均呈现环状分布特征,即从城市边缘到中心,地表温度逐渐升高,夏季城乡地表温差高达4.37℃而冬季达到2.82℃。（2）成都市区道路呈现“圈层型＋辐射型”分布模式,道路密度与道路的分布有关,城市南部及西南部的道路密度高于北部区域。（3）无论冬夏,道路密度与地表温度正相关,但两者相关性呈现昼弱夜强的特征,其中夜间相关系数达到0.5左右。对热效应贡献度指数、热单元权重指数、区域热单元权重指数3个指标的分析都表明无论冬夏、无论昼夜,市区分布面积最广的三级道路对城市热岛效应的热贡献最大,其热效应贡献度指数均在95%以上,其次是二级道路,各项热效应贡献度指数为45%~80%。本研究结果将有助于未来城市建设和道路规划,并为缓解城市热岛效应提供理论支持。     

辽西大凌河流域土地利用变化及驱动力分析

从政策、流域综合治理、经济发展和技术进步、农民认知态度等4方面对影响大凌河流域土地利用变化的驱动力进行了分析。同时运用农户问卷调查和驱动力分析结果,选取影响耕地变化的社会经济和人口因子,运用主成分分析和多元迭代回归分析确定影响耕地变化的主要因子,并拟合出耕地变化的最优度模型。研究结果表明:在1987—2002年期间,农田和未利用荒地面积在不断减小,而林地、果园、草地在不断增加,但1995年后变化边际度大大减小;主成分分析表明影响土地利用变化主要影响因子是农业人口(A-POP)、总人口(T-POP)、农村经济收入(TIRE)、农林牧渔收入(IAFAF)和第三产业总产值(GTI);多元迭代回归分析表明耕地面积变化的最优回归模型中主变量是农业人口(A-POP)、总人口(T-POP)、农村经济收入(TIRE),这些变量能够解释95.1%的耕地变化。     

Land-use dynamics and landscape pattern change in a coastal gulf region,southeast China

This study quantitatively analyzed spatiotemporal changes in land use and landscape pattern in a coastal gulf region of southeast China by comparing classified satellite images from 1988, 2002, and 2007, using a geographic information system (GIS), remote sensing (RS), and landscape pattern metrics. The results show an increase in cropland, built-up area, and aquaculture area and a decrease in orchards, woodland, and beach area during 1988–2007. Over the study period, 64.3% of newly-expanded cropland was from woodland; newly-expanded built-up area of 34.8, 27.2, and 20.4% was converted from cropland, woodland, and beach areas, respectively; and newly-expanded aquaculture increased by 45.1 and 29.4% from beach and water body areas, respectively. Trend analysis of landscape pattern metrics demonstrates fragmentation of the landscape, with landscape pattern structure becoming more complex over the last two decades in the Louyuan Gulf region. Urbanization and policy developed to transfer beach/seawater areas into built-up area/aquaculture are the two main driving forces contributing to dynamic changes in land use and landscape pattern in the last two decades in Louyuan.     

城市生态气象监测评估初步研究与实践——以北京为例

气象条件作为影响生态系统最活跃、最直接的驱动因子,影响着生态系统的质量和人类生存的环境,关系着生态保护和建设的成果,而城市生态系统具有与其他系统不一样的气候特征,目前还未形成一套有关城市的生态气象监测评估方法。基于生态气象学理论,分别从城市气候环境、与气候相关的陆表环境、大气环境、人居环境以及城市高影响天气气候事件等5个方面选择不同的要素和指标开展了城市生态气象监测评估初步研究,并以北京为例,利用2018年国家和区域自动气象站资料、大气成分观测资料、2002—2018年MODIS卫星资料、Landsat及环境一号卫星资料,开展了2018年北京城市生态气象监测评估。监测评估显示,(1)2018年北京城市“热岛”和“干岛”气候特征明显,并在北京二环与五环之间存在一个“冂”形风速低值区。(2)2018年北京陆表生态环境、大气环境、人居环境进一步好转:其中植被覆盖度达61.6%,创2002年以来新高,气象条件贡献率达50%,生态涵养区植被生态质量处于正常偏好的面积比例达93.2%;中心城区陆表温度为2011年以来最低值;重要水源地密云水库、官厅水库水体面积均为2000年以来最大值;气溶胶光学厚度、霾日数、大气静稳指数分别较过去4年平均值下降14%、31%和8%,大气扩散条件偏好,对霾日减少贡献率达21%,外地污染传输对PM2.5贡献达到53%;城市生态冷源较2013年明显增加,城市“热岛”得到缓解。(3)历史罕见的夏季高温闷热、冬季阶段低温、极端强降水以及持续无降水等高影响天气气候事件给城市安全运行和生态环境带来不利影响。综合评估表明2018年北京气象条件总体利于陆表生态环境改善,有利的气候条件提高了生态环境的质量,但城市生态质量仍面临着极端天气气候事件、城市热岛、低风速以及外来大气污染输送等风险。     

A GIS-based moving window analysis of landscape pattern in the Beijing metropolitan area,China

Quantifying landscape pattern and its change is essential for monitoring and assessment of ecological consequences of urbanization. Using the GIS-based land-use data for 2002, we combined moving window analysis along an urban-rural gradient and around the urban centre with landscape metrics to quantify the spatial pattern of urbanization in Beijing. The results of moving window analysis along the urban-rural gradient indicated that, for class-level metrics, the spatial pattern of urbanization could be quantified using landscape metrics, different land-use types exhibited distinctive spatial signatures, and, for landscape-level metrics, the increase in urbanization in the metropolitan Beijing region has resulted in dramatic increases in patch density (PD), edge density (ED), and patch and landscape shape complexity, and sharp decreases in the largest and mean patch size (MPS), agriculture land-use type, and landscape connectivity. The results of moving window analysis around the urban centre showed that the direction of urbanization could be quantified using the class-level metrics, and landscape-level metrics indicated similar results to gradient analysis. In general, moving window analysis showed that the increasingly urbanized landscape became compositionally more diverse, geometrically more complex, and ecologically more fragmented.     

石河子市城市绿地景观空间结构分析

利用ArcGIS9提取石河子市遥感影像上的城市绿地景观信息并进行分类,通过6个主要景观评价指数对绿地景观斑块的空间分布、景观构成和景观格局进行定量计算、分析和综合评价。结果表明,石河子市绿地景观规模差异较大,结构单一,破碎度小,形状简单,景观类型比较丰富但分布不均匀,道路绿地和防护绿地呈优势分布。     

厦门环同安湾海岸带景观空间格局动态变化分析

利用遥感和地理信息技术,运用平均斑块面积与分离度指数、多样性指数、破碎度指数、优势度指数和分维数等景观格局指数,以厦门环同安湾区1989年、1997年和2007年3个时期遥感影像解译数据作为基本信息源,对过去18年间环同安湾海岸带的景观格局的时空变化过程和演变趋势进行了研究。结果表明：1989—2007年,农田面积大量...     

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。     

珠江三角洲地区高速公路沿线景观格局变化研究

根据1995年和2005年土地利用数据,借助地理信息系统软件和景观生态学方法研究珠江三角洲区域发展轴线——广深高速公路和广珠高速公路运营前后沿线区域的土地利用和景观格局变化,并进一步对比分析相同功能等级道路的生态效应差异。结果表明：（1）高速公路运营后,沿线区域建设用地增加迅速,耕地大量流失且迅速向建设用地转化;（2）公路的建设运营使得沿线区域人工干扰强度加大,景观斑块密度增加、面积减少、斑块形状趋向复杂,景观破碎化加剧;（3）道路途径区域的社会经济条件以及原有的景观格局特征是导致道路生态破碎效应差异的重要原因;（4）公路对自然景观的影响效应远大于其对人工景观的影响效应。     

基于RS与GIS的武汉城市湖泊演化研究

以武汉市主城区为例,利用1995和2005年Landsat5两期TM影像与2000和2010年Landset7两期ETM＋影像的解译结果,基于景观分形理论与GIS的空间分析功能相结合的研究方法,分别构建湖泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数。从湖泊面积变化和湖泊形态变化,以及湖泊水域和其他土地利用类型的转移变化特点与影响进行综合分析。来丰富湖泊演化的分析方法,并总结高速城市化背景下湖泊的变化规律,从而更深入地了解和认识人类活动因素与湖泊水域动态变化之间的响应关系,同时提出若干城市湖泊治理与管理的方式。研究结果表明,（1）15年间的湖泊水域面积总量的变化呈现萎缩的趋势,年变化量在逐渐减小,湖泊萎缩的速度得到了一定的控制。（2）1995-2010年湖泊分形维数也呈逐期较小趋势,说明湖泊几何形状趋于简单化,人为活动对湖泊的影响加大。（3）15年来主城区28个主要湖泊的变化强度指数均为负值,呈萎缩趋势。但从2000年开始,少数湖泊变化强度指数为正值,萎缩趋势得到初步的控制。（4）1995-2010年间湖泊的水域面积主要转移成为建设用地和耕地。其转移面积占转移总面积的87．02％。围湖造田和城市化率的迅速提高对城市湖泊的演化影响深刻。（5）城市化背景下湖泊面积与形态变化的规律并非完全与城市化发展速率呈正比的关系,当城市化率上升到一定的阶段后,城市内部对生态环境的保护与要求也不断提高。为改善城市环境和城市内部的生态用地,湖泊应得到立法等强制性保护。