1985-2014年漓江流域景观格局动态变化研究

文章以漓江流域为研究对象,应用1985年、2000年和2014年3期遥感影像,提取土地利用数据,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵等方法,分析1985-2014年漓江流域土地利用的演变趋势;结合Fragstats4.2景观分析工具,识别了该流域景观格局的动态变化。结果表明:1985-2014年,漓江流域土地利用整体变化幅度不大,主要表现为林地、耕地和草地面积减小,湿地、居民及城乡建设用地和未利用土地面积增加,且变化集中发生在2000-2014年。同时景观水平上破碎化和复杂化程度加剧,聚集程度和斑块连续程度有待提高;类型水平上林地景观破碎化层度增加,耕地和草地斑块面积增加,湿地和居民及城乡建设用地的聚集度较高,分布集中。     

新疆喀什噶尔河流域1990-2010年土地利用/覆被及景观格局的变化特征

采用新疆喀什噶尔河流域1990、2000和2010年的Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据, 结合GIS技术, 分析了喀什噶尔河流域近20 a土地利用/覆被及景观格局动态变化特征, 并对其变化原因进行探讨. 结果显示: 在1990-2010年喀什噶尔河流域耕地、建设用地、盐碱地、水域湿地、裸土地和其他未利用地面积呈不断增加趋势, 变化幅度分别为73.92%、51.44%、24.27%、10.24%、6.47%和2.98%; 林地、草地和沙地面积减少, 变化幅度分别为-4.13%、-17.16%和-0.73%; 裸石岩砾面积近20 a基本维持不变. 利用转移矩阵可知, 流域新增耕地面积主要来自于16.46%的草地和3.36%的林地; 新增建设用地主要来自于1.46%的耕地和0.22%的草地; 新增水域湿地面积主要来自于0.18%的草地; 新增盐碱地面积主要来自于0.28%的草地. 1990-2010年的20 a里喀什噶尔河流域耕地和水域湿地分布趋于集中, 景观优势度增强, 且斑块之间的联系不断增强. 林地和草地面积减少, 景观趋于破碎化, 景观优势度降低. 喀什噶尔河流域土地利用类型及景观指数的变化受人口、经济、政策和技术的多重影响, 导致流域耕地面积增加、植被退化. 因此, 合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要.     

基于RS和GIS的黑河流域景观格局变化研究

以黑河流域为研究区域,选择2000、2005、2010年的Landsat TM/ETM+影像、ASTER GDEM为数据基础,结合遥感技术、地理信息系统、数理统计和景观生态学方法,对黑河流域生态景观格局特征及十年变化进行分析。从生态景观格局变化来看,2000-2010年黑河流域生态系统景观格局空间分布得到整合,景观破碎化程度降低、景观格局走向完整,景观形状简单且变化较小。三个研究时期内,黑河流域上中游多林地、草地,下游多农田和城镇;流域大部分生态景观类型在斑块数、面积及空间格局上都发生了不同程度的变化,但林地始终是其景观基质,属于绝对优势景观;湿地景观类型在研究期的前五年整合强度较大;农田是唯一一个面积减少的景观类型,也是面积变化最大的景观类型,在这十年间农田转化为了林地、城镇、湿地和裸地,且对林地贡献率最高、城镇次之;城镇景观格局逐步趋于完整。     

新疆博斯腾流域湿地遥感监测及时空变化过程

博斯腾流域是新疆最大的湖泊湿地分布区。湿地作为干旱区的一种特殊景观类型,在流域生态环境和水循环中发挥了重要的作用,其产生和消失、扩大和萎缩对区域生态环境将产生重要的影响。以Landsat系列数据为主要数据源,完成了博斯腾流域的3期遥感制图(1990、2000、2010年),分析了博斯腾流域湿地分布现状,探讨了区域湿地的时空变化过程和动态变化特征。结果表明:新疆博斯腾流域的湿地面积总体上一直在萎缩,1990-2010年总面积减少了16.24%;但是减少趋势相对变缓,且不同类型的湿地变化过程有所不同。其中:1990-2000年河流湿地和湖泊湿地表现为增加趋势,芦苇沼泽湿地表现为减少趋势;2000-2010年河流湿地、芦苇沼泽和湖泊湿地面积都表现为萎缩。在变化动态特征上,流域河流、湖泊湿地最近20a呈现倒"V"型波动,而芦苇沼泽湿地则持续下降。通过湿地变化与区域生态环境因子耦合分析表明,在近期内人类活动是造成区域湿地萎缩的主要因素。     

浙江省土地景观格局演变及其生态服务价值效应分析

开展土地利用景观格局演变及其生态系统服务价值效应研究,可明晰区域生态环境功能状况并促进生态系统健康发展。基于土地利用遥感影像解译数据,分析浙江省1995～2015年土地景观格局演变及其生态系统服务价值效应,并探究景观格局指数与生态服务价值间的相关性。结果表明:(1)20年间浙江省土地景观变化剧烈,耕地和林地面积减少,城镇村用地、水域与草地面积增加。建设用地动态度增幅达8.21%,耕地和林地变化度为负。林地和耕地向建设用地单向转移量最大,其次是耕林地二者间的转化。(2)土地斑块分散、聚合和连通状况变化多样,景观格局时空演变复杂化。耕地和草地破碎度高,建设用地优势度上升,以林地和耕地为主导的景观格局逐渐向城市景观转变。(3)生态服务总价值呈先增后减趋势,共损失103.18亿元。空间上ESV极高值和高值区面积减小,中值与低值区逐渐蔓延,生境质量浙西南优于浙北与东南沿海区域。(4)生态服务总值与最大斑块数、结合度和聚合度呈强正相关,与斑块数、平均邻近距离和香农多样性呈强负相关。据此建议:未来土地规划应重视景观格局空间配置对生态服务功能的影响,增强生态系统对环境变化的适应力和稳定性,优化区域三生用地结构,以促进经济—社会—生态环境的协调发展。     

松嫩流域湿地景观动态变化

以1975、2000、2007年遥感影像为数据源,应用RS与GIS技术,运用动态度模型景观梯度和景观格局指数,对松嫩流域湿地景观信息进行动态分析。结果表明:松嫩流域湿地总面积从25 574.94km2(1975年)减少到18 152.58km2(2000年)后增加到25 761.01km2(2007年),动态度由-1.21%增加到了5.99%。天然湿地景观梯度(DI)总体呈收缩的趋势,人工湿地反之,梯度最高值由37持续增加到了69,50DI≤70的高值分布区从无到有,在2007年共有高值区5处。湿地的香农多样性指数增加了0.210 3,景观多样性增加,斑块破碎程度加剧;香农均匀性指数增加了0.097 2,聚集度指数减少了8.005 1,湿地景观在空间配置上趋于零碎和分散,连接程度减少。人工湿地的斑块密度大幅增加,面积加权的平均斑块分形指数略大,具有较高的不规则程度。     

近30年吉林市景观格局变化及气候效应

在ArcGIS、ENVI、Excel和FRAGSTATS软件支持下, 利用景观指数中的斑块数量、最大斑块指数、斑块密度、周长面积分维数、聚集度和香农多样性指数, 对1980年、1995年和2010年的吉林市景观格局进行了分析。结果表明:近30年间吉林市斑块数量、斑块密度、周长面积分维数和香农多样性指数呈先增加后减少的趋势, 聚集度呈先减少后增加的趋势, 最大斑块指数逐渐减少;林地景观面积、草地景观面积一直在减少, 湿地景观面积呈先增加后减少趋势, 旱田景观面积逐渐增加。在东北地区气候变化背景下, 吉林市景观格局的变化对该区气候产生了一定的影响, 使该区气温上升、降雨量减少。吉林市景观格局变化与气温、降雨量变化的空间分布格局有较好的对应关系。     

陕南土地利用景观格局变化及优化研究

陕南是南水北调中线水源地,其景观格局变化对我国华北地区水资源的调动有重大的影响,对于该区域景观类型面积变化和合理的景观格局优化,是确保南水北调中线工程水质安全、区域经济发展的关键。在RS/GIS技术支持下,利用多时相遥感影像解译获取景观类型,选取斑块类型水平和景观水平的景观指数研究景观格局变化,根据生态系统服务价值运用最小耗费距离模型构建累计耗费距离表面,运用水文分析和邻域分析提取生态廊道和生态节点。结果表明:林地是陕南的优势景观;在研究期间,林地、水域、建设用地和其他用地持续增加,林地优势度越来越大,耕地面积减少,草地面积变化不大;景观的团聚程度、连接性、多样性和优势度在增加,破碎化程度在降低。根据最小耗费距离模型,在陕南建立生态节点和生态廊道,并与生态源地联系起来,形成有机的景观生态网络。     

官司河流域景观结构变化及其分形研究

利用1995年森林资源分布图和2005年IKONOS遥感影像构建了土地利用GIS数据库,通过利用分形理论对官司河流域的各景观要素进行分析,结果表明:①耕地和林业用地面积占绝对优势,是该区域景观的基质,土地利用类型变化较大,林地、道路、水域的面积不断扩大;②建筑用地、水域和耕地的多样性指数最大,优势度也较为明显,而各类林业用地多样性指数和优势度均较小;③林地和耕地的分维数大于其它景观类型,而稳定性指数小于其它类型,说明这两种景观类型分布较为复杂和不规则,稳定性较差,建筑用地和水域的分维值较低,接近于"1",说明这两种类型分布规模较小,斑块较为规则;④从分维数的动态变化来看,除道路和水域这两种景观类型减少外,其它景观类型都增加,表明人类对这几种类型的利用程度更加复杂化。     

天津市宁河湿地资源动态变化及生态环境影响分析

基于遥感、GIS技术和景观生态学方法,以天津市宁河县为研究区域,在1987年和2005年的TM、ETM遥感数据为信息源的基础上,定量分析了天津市宁河湿地资源动态变化。结果表明:湿地类型的整体构成发生了剧烈变化,自然湿地的面积减少了37.42%、斑块减少了124块,人工湿地的面积增加了14 606.2 hm2。多样性指数和均匀性指数呈降低趋势,优势度指数和破碎度指数呈增加趋势。人为活动是近20年宁河湿地资源动态变化的主要驱动力,天然湿地面积的减少及湿地类型的改变引起地下水文条件的恶化,导致湿地水源逐渐枯竭;湿地资源的变化破坏了生物多样性。     

Assessment of wetland fragmentation in the Tarim River basin, western China

The wetlands in the middle and lower reaches of the Tarim River are a rich area of biodiversity and natural resources in the inland arid region of China. However, this wetland area has decreased in size during the past several decades. Water quality and biodiversity has declined due to expanded agricultural activities since 1960s. Using remote sensing (RS), geographic information system (GIS) and global positioning system (GPS) techniques, we investigated the dynamics, spatial patterns and fragmentation of the wetlands in the middle and lower reaches of the Tarim River from 1980 to 2000. We found that the total area of the wetlands was reduced by 45.8% and the density of the patches increased four times from 1980 to 1990. From 1990 to 2000, though the total area of the wetlands slightly increased the number of the patches increased three times and the density of the patches doubled. Based on the analyses of transition matrixes, diversity and fragmentation indexes, and spatial distribution alternation of the wetlands, we found the landscape diversity and fragmentation indices increased while wetland dominance index decreased dramatically. Among the wetland types, the areas of the river-channel, reservoir and pond wetlands increased while the areas of the lake and marsh wetlands decreased continuously.     

基于景观生态学的喀斯特生态脆弱区土地利用/覆被变化评价——以贵州猫跳河流域为例

通过运用遥感、地理信息系统以及全球卫星定位系统等技术手段,借助于景观生态学中的景观格局指数以及构建生态价值指数,对位于贵州中部典型喀斯特地区的猫跳河流域1973年以来的土地利用/覆被变化及其对整个区域生态环境状况的影响以及近30年来土地利用的合理性进行了评价。研究表明,在过去的30年间,研究区的土地覆被发生了显著的变化,并对区域的生态环境造成了深刻的影响。1973- 1990年,猫跳河流域的景观趋于破碎化,斑块总数从3 438个增加到3 619个,生态服务价值指数从3 626. 58降低到3 343. 47,土地利用具有明显的不可持续性; 1990- 2002年,猫跳河流域的景观破碎度降低,斑块数量从1990年的3 619个减少到3 312个,整个流域的生态服务指数从3 343. 47上升到3 738. 4,生态环境质量开始向好的方向发展。      

大布苏地区土地利用及其景观格局变化研究

利用大布苏地区1996年和2001年两个时相的TM遥感图像,获取不同时期的土地利用信息,分析了大布苏地区土地利用时空变化,借助FRAGSTATS软件进行了景观格局变化研究。研究结果表明,土地利用变化的总趋势是水域、荒草地减少,居民用地、耕地增加,土地利用综合程度指数降低;从景观尺度上看,斑块密度、多样性指数、优势度和均匀度指数减小,最大斑块指数、景观形状指数增加。     

贵州省土地利用空间结构分析

综合运用GIS技术和景观生态学方法,以贵州省九个地级行政单元为研究对象,分析了贵州省土地利用的空间结构特征,进而,结合贵州省特殊省情——喀斯特石漠化的发育,建立了喀斯特石漠化与景观指数之间相关关系。所得基本结论为:(1)贵州省北部和西部地区景观破碎严重;南部和西南部斑块形状相对规则;东部和北部的景观连接度高;九个地区景观多样性和景观均匀度基本相等,景观多样性较低,景观分布较均匀;东部和西部土地利用的空间镶嵌结构最复杂,稳定性最强;从南到北中部狭长的一条带上,土地利用的空间镶嵌结构最简单,稳定性最弱。(2)潜在以上石漠化与耕地景观形状指数、景观多样性指数和斑块数量之间存在相关关系,相关系数分别为-0.8375、0.5713和0.8676,说明耕地景观形状越简单、景观多样性越高、斑块数量越多,石漠化的分布就相应越广泛。     

胶州湾滨海湿地的景观格局变化及环境效应

在湿地景观类型分类基础上,利用RS及GIS技术提取了1986、1995和2010年胶州湾滨海湿地的Landsat卫星假彩色合成影像的空间属性数据,利用斑块动态度、斑块密度指数、景观多样性指数、斑块破碎化指数研究了胶州湾滨海湿地的景观格局变化及累积环境效应。结果表明,1986～2010年胶州湾滨海湿地总面积减少,河流与河口湿地面积稍有增大,潮间带滩涂和潮上带湿地面积和斑块数减小;养殖池面积增大、斑块数增多,盐田面积减小、斑块数基本未变,增加了湿地公园这种新的人工湿地景观类型。期间,湿地的景观斑块密度指数、多样性指数和景观斑块破碎化指数增大了。上述湿地面积和景观格局变化是由围垦、城市化、港口和道路建设、河流径流量和输沙量减少、海岸侵蚀、海水入侵、全球变暖、海面上升等因素引起的,并导致湿地生物多样化水平下降、有害植物入侵、环境净化功能降低、污染和赤潮灾害加重、植被退化演替、渔业资源衰退和湿地生态系统服务价值降低等累积环境效应。为减轻这些不利的累积环境效应,应采取建设湿地自然保护区、控制养殖池和盐田规模、发展工业循环经济和生态农业等措施保护胶州湾滨海湿地。     

Effects of land use change on landscape pattern of the Manas River watershed in Xinjiang, China

The mechanism of interaction between land use change and landscape pattern is pivotal in research concerning global environmental change. Quantitative evaluation of land use change that has resulted from excessive land development and its impact on landscape pattern are important for sustainable utilization of local land resources. The study area was the Manas River watershed, a typical watershed in an arid area. The present study evaluated the influence of long-term land use change on the landscape pattern; the findings are valuable for economic development and environmental protection. The processes for land use change and changes in landscape pattern were reconstructed and analyzed for data in topographic maps dated 1962 and in remote sensing images taken in 1976, 1989, 1999 and 2008 using mathematical models and landscape metrics. The results indicate significant changes in land use over the past 50 years, with increases in the areas of cultivated land and construction land, and a significant decrease in unused land and woodland areas; grassland and water resources first increased and then tended to decrease over this time. The comprehensive index of land use change is 0.55, indicating an unbalanced, one-way transition in the study area. Landscape fragmentation and diversity increased and landscape dominance decreased; in other words, differences between landscapes decreased. The changes resulted in a significant tendency toward diversity and fragmentation of the landscape. Therefore, large-scale intensive agricultural development can reduce the negative influence of land use change on the landscape pattern.