景观格局在沙漠化研究中的作用

应用景观生态学中格局分析的一些方法对４种典型沙漠化土地景观进行了分析,研究结果表明：景观和景观中斑块的格局通过影响边界长度和组合状况,进而影响沙漠化过程中的各种生物学和生态学过程。其中,分维数的变化可以反映景观和斑块格局的变化,分维数越大格局越复杂,两者关系呈正相关;修改分维数可以反映景观格局的多样性和景观中斑块之间的相邻性,两者关系也呈正相关;沙漠化土地景观格局的数量化分析和描述,为研究沙漠化过程和景观格局的相互关系奠定了基础。同时还指出了景观格局在沙漠化危害程度判定中有重要作用。     

科尔沁沙地土地沙漠化与景观结构变化的关系分析

从时空尺度分析了科尔沁沙地典型地区1975—2005年景观结构的动态变化对土地沙漠化的影响,结果表明:沙漠化程度在1975—2005年之间呈典型的抛物线变化趋势,其中在1985年达到最大值0.398;30 a来,景观尺度上的斑块密度由21个\5hm-2增加到52个\5hm-2,分维数由1.203增大到1.244,说明景观破碎化增强,结构趋向复杂、稳定;景观结构动态对沙漠化程度的影响分析表明,景观的多样化,促进沙漠化的正向发展;斑块密度越大,沙漠化程度越大,说明高的景观的破碎化程度和空间异质性对沙漠化过程对有促进作用。分维数对沙漠化过程的影响较为复杂,在2005年,分维数对沙漠化程度影响是正相关的,且有显著的线性回归关系,但在其他时间段上分维数对沙漠化的程度是负相关的,相关性不够显著。     

雅安市雨城区景观格局动态特征分析

利用雅安市雨城区1996年、2003年土地利用现状图，在ArcGIS平台下进行矢量化，生成两期土地利用现状图及属形数据，通过FRAGSTATS景观格局分析软件，计算相应的景观格局指数，用以描述研究区景观格局特征。结果表明，研究区在1996～2003年，斑块数明显增加，平均斑块面积减小，景观斑块的形状趋于复杂且不规则，表现为分维数的增加；通过景观破碎度的分析，斑块密度、边界密度呈上升趋势，斑块连接度、聚集度减小；1996年、2003年两个时段的基质景观均是林地，主要景观类型为林地、耕地；通过景观多样性、均匀度、聚集度分析，景观异质性增加。     

伊洛河流域不同地貌类型区的景观空间结构对比分析——以洛宁县为例

运用景观生态学原理,借助遥感和地理信息系统技术,选取斑块密度、边缘密度、分维数、景观多样性、景观优势度和破碎化指数等指标,对比分析了伊洛河流域的洛宁县不同地貌类型区的景观空间分布和空间格局特征,探讨了该地区不同地貌类型区人类活动与景观结构之间的关系。结果显示从南北中山区向内到南北低山区到南北塬陵区再到川涧区,斑块破碎化指数从0.0190到0.3225到0.4378再到0.1794,总体呈增加趋势,破碎化程度增大,川涧区则由于遥感影像解析精度问题,使得破碎化指数低于塬陵区;景观多样性指数从0.1828到0.3586到0.2983再到0.3634,总体也呈增大趋势;平均斑块分维数从1.1148到1.3854到1.2263再到1.3680,呈两低两高分布。     

基于GIS的土地整理景观效应分析

以北京市怀柔区的土地整理项目为例,基于GIS,应用景观生态学方法,分析了土地整理前后的土地利用结构和景观格局变化。结果表明:(1)土地整理实施后,项目区超过70％的面积为耕地,其他土地利用类型多转变为耕地。(2)土地利用的斑块数量和斑块密度降幅超过50％;平均斑块面积、最大斑块面积和最小斑块面积分别增加1.2倍、0.4倍和79倍,而斑块面积变异系数降低了24.18%。(3)土地利用斑块形状变得简单规则、空间分布集中,景观边缘密度、形状指数和分离度指数明显降低,降幅超过29％,分维数略有降低,而聚集度升高。(4)土地整理在减轻景观破碎化的同时也降低了景观多样性,斑块类型丰富度指数降低14%,而Shannon与Simpson的多样性指数和均匀度指数的降幅超过30%。     

若尔盖盆地沙漠化及其景观格局变化研究

应用1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据,通过遥感与地理信息系统技术,获得了若尔盖盆地在1975-2005年间的沙漠化发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对该地区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,若尔盖盆地的沙漠化土地面积大幅增加;在1990-2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000-2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。对若尔盖盆地沙漠化土地的景观格局变化进行研究发现,固定沙丘（地）和半固定沙丘（地）是若尔盖盆地主要的沙漠化土地景观类型。在1975-1990年间,沙漠化土地斑块数量和斑块平均面积均大幅增加,是该地区沙漠化快速发展时期;在1990-2000年间,沙漠化土地斑块数量下降,斑块平均面积增加,沙漠化景观破碎度有所降低;在2000-2005年间,沙漠化土地斑块数量增加,斑块平均面积减小,沙漠化景观破碎度增强。     

基于RS与GIS的黑青乔沼泽湿地景观格局分析

在ERDAS8．7和ArcGIS9．0支持下，对若尔盖黑青乔沼泽1977年Landsat-2MSS、1994年Landsat-5 TM和2001年Landsat-7 ETM遥感数据进行解译，选取斑块形状、多样性、优势度、均匀度、破碎度和分维数等景观指数分析了该区景观格局。结果表明，24a间研究区湖泊总面积缩小82．43km^2，草地扩大70．87km^2，半沼泽扩大52．97km^2，沼泽缩小43．00km^2；景观斑块数增加83块，平均斑块面积减少1．8375km^2；湖泊、沼泽、半沼泽和草地之间的类型演替较为明显；景观斑块形状指数整体上递减；景观优势度指数和破碎度指数增加，景观破碎化程度不断加深；多样性指数降低。     

福州市土地利用景观空间格局分析

本文根据景观生态学原理，以2000年《福州市土地利用现状图》为主要信息源。在地理信息系统的支持下，从多样性、优势度、均匀性、分维数等角度对福州市景观空间格局进行分析。研究结果表明：在自然因素与人类干扰共同作用下，福州市景观格局总体呈现多样性程度较低，斑块形状较复杂，景观生态系统较不稳定等特征，由此提出调整对策。     

城市景观格局尺度效应的空间统计规律--以上海中心城区为例

以上海市外环以内的中心城区为区域背景,基于SPOT全色波段遥感影像数据和GIS技术,运用空间统计分析方法,研究城市景观格局的空间尺度效应。研究结果表明:(1)城市景观格局的空间自相关性具有显著的尺度依赖性。Moran指数I与Geary系数c对粒度变化的敏感点相同,均为50m。(2)城市景观形态具有分形特征,各类景观斑块的分维数对粒度变化的响应不同,它们随着粒度的变化呈非线性变化趋势;在粒度较小时,各类景观斑块之间的分维数差异较大,而随着粒度的增大,其分维数之间的差异逐渐缩小。(3)城市景观多样性格局,与空间区位及人类活动的空间格局息息相关。在城市中心,主导型景观是经济效益较高的商业文化景观,并且景观斑块聚集度、破碎度大;经济效益较低的农业景观分布在城市边缘区,而且景观类型单一,斑块面积较大,破碎度较小;在由城市中心向边缘过渡的中间地带,景观类型多样,空间格局复杂。(4)景观多样性具有尺度依赖性。随着幅度的增加,景观多样性指数逐渐增大,多样性的空间格局也显著变化。在0.5km幅度下,多样性指数的最大值出现在市中心,从市中心向外呈现高低起伏的环状模式扩展,随着幅度增加,多样性指数的高值区向景观类型变化最剧烈的城乡过渡地带转移。(5)景观多样性的空间变异也具有明显的尺度依赖性。在较     

河西走廊中西段肃州区景观空间格局研究

景观空间格局研究是景观生态学研究的核心之一。运用景观生态学原理,借助GIS技术(ArcGIS 8．1)和Fragstats Version 3．3软件,基于2000年Landsat5 的4、3、2(RGB)波段合成影像解译结果．将研究区分为19个景观要素,选取斑块特征指数(斑块伸长指数、斑块密度、边缘密度、分维数)、景观多样性指数(香农多样性指数、均匀度、优势度)和景观空间构型指数(蔓延度、破碎度、分离度)等指标,对酒泉市肃州区进行了景观格局研究。结果表明：(1)肃州区景观的主要斑块类型为戈壁(沙地)、耕地、盐碱地和低覆盖草地,体现了景观的基质是戈壁沙地和农牧业绿洲类型的特点;(2)斑块特征指数表现为：农村居民点、耕地和低覆盖草地斑块密度较大,耕地、戈壁、低覆盖草地和盐碱地斑块边缘密度较大,反映出农村居民点多而分散,草地退化和耕地碎片化状况;(3)景观多样性指数SHDI表明景观异质性较高的特点,SHEI则表明景观中有一定的优势类型,以戈壁、耕地和盐碱地等景观类型占优势;(4)景观空间构型指数蔓延度反映了聚集度适中的特点,破碎度则反映肃州区景观总体受人类活动干扰相对较小,戈壁、耕地、沙地、盐碱地分离度较小,反映出肃州区这些景观类型占较大面积,斑块相对聚集,构成控制性生态景观。     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明：不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。     

鹤山市景观格局动态变化研究

以鹤山市1988、1995和2001年的TM影像为基本资料,在ERDAS、ARC／INFO和FRAGSTATS软件的支持下,提取景观缀块信息,并从缀块类型水平和景观水平对3个时段的景观格局进行分析;同时对1988和2001年两个时段的景观格局进行叠加分析,生成变化转移矩阵,以分析景观格局空间演化规律。结果表明,鹤山市景观格局具有动态变化的特征,不同缀块类型间各有其变化特点,且存在一定的空间演化规律。     

中国沙漠化土地类型的分形研究

根据分形理论,对中国沙漠化土地类型进行了分形研究。基本结论为：①沙漠化土地斑块面积和形状指数的标度频度分形关系客观存在,不受统计时所使用的标度影响;②沙漠化土地类型的斑块周长面积分形关系客观存在,具有分形特征;③计算出沙漠化土地类型的分维,其中：潜在风移沙地分维最大,为1.5148,其图斑镶嵌结构最复杂;流动沙丘分维最小,为1.2422,其图斑镶嵌结构最简单;④计算出沙漠化土地类型的稳定性指数,其中：流动沙丘稳定性指数最大,为0.2578,其图斑镶嵌结构最稳定;潜在风移沙地稳定性指数最小,为0.0148,其图斑镶嵌结构最不稳定;⑤由于潜在风移沙地、潜在沙漠化土地稳定性差,所以,在防治沙漠化过程中,特别是要注重和加强对潜在风移沙地、潜在沙漠化土地的生态保护与恢复,防止人为作用的进一步破坏。     

不同石漠化程度岩溶峰丛洼地系统景观格局的比较

利用花江岩溶峡谷区南坡不同石漠化程度的5个独立的岩溶峰丛洼地系统景观要素的实测数据,分析了多样性、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标的变化规律及其所指示的生态学意义。结果表明,这些指标在不同峰丛洼地系统都能较好地评价石漠化过程中景观格局的动态变化规律,对分析石漠化土地的发展趋势具有较好的指示意义。但多样性指数、优势度指数、均匀度指数也与各峰丛洼地系统的景观基质有关,在不同石漠化程度的峰丛洼地系统中,反映的景观生态意义是不一样的。景观格局分析不仅强调面积,而且还考虑所研究石漠化土地的空间分布特征(格局)、景观组成特点与石漠化过程的关系和对石漠化的影响,在石漠化程度判定和石漠化指标的研究中景观格局是一个不可忽视的问题。     

基于分形理论的鄱阳湖地区土地利用空间行为特征分析

土地景观形态能够反映土地利用空间行为特征。在对鄱阳湖地区1995年、2000年、2015年和2018年4个时间点的土地利用现状进行描述的基础上,通过分形维数、分形稳定性、斑块密度、斑块形状破碎度和景观隔离指数分析区域景观格局变化,并运用分形理论对土地利用空间行为进行分析。研究结果显示在1995年到2018年的20多年间,建设用地一直是分形维数最高的土地类型;但从时间尺度上,建设用地的分形维数呈下降趋势,表明建设用地空间形态在土地利用空间行为的作用下逐渐向有序方向发展。水田、旱地和有林地一直是分形维数最低的土地利用类型,且处于景观分形不稳定状态。斑块密度、斑块形状破碎化指数以及景观分离度指数的计算结果支持了分形维数分析的结论。从实现区域土地合理布局的角度,建议通过科学合理的规划,降低区域建设用地的分形维数,引导建设用地有序发展。对于诸如有林地、灌木林地、高覆盖度草地和水域等自然景观,应增加其分形维数以减少人为干扰,维护其稳定性。同时建议在国土空间规划中引入分形维数,将分形维数作为评价区域土地利用格局合理性的一项指标。     

额济纳三角洲近15年土地利用分形特征及变化

分形理论在土地利用变化领域有着广阔的应用前景。通过论述土地利用斑块分维数、稳定性指数的计算方法及代表意义。而后,借助遥感和地理信息系统空间技术,以额济纳三角洲为例,计算了沙漠化地区土地利用斑块的分维数和稳定性指数,分析了它们的变化特征及其所隐含的地理学意义,为区域生态环境保护和可持续利用提供决策依据。     

沙漠化的分形特征研究

在国内外有关学者研究的基础上,运用分形理论研究沙漠化的分形特征。结果表明:①作为风沙地貌形成的物质基础──沙粒,其粒径分布具有分形特征,其分维值的大小差异体现了沙物质分布的区域差异性。②风沙地貌是一种典型的分形几何实体,沙丘分布具有分形特征,其分维值体现了风沙地貌的自相似性规律。③风沙流结构不但是分形,而且是多重分形,其分维值与风速有着极大的关系。④荒漠绿洲景观镶嵌结构具有分形特征,各景观要素的分维值大小代表着该要素镶嵌结构的复杂性和稳定性程度。在黑河流域,自然绿洲的镶嵌结构最具复杂性,也最具稳定性。⑤沙漠化过程具有多重分形特征,如果用降水和风速为标度度量沙漠化过程,都表现出某种不规则性。     

土地利用类型结构的多尺度转换特征

尺度一直是LUCC到GLP研究所关注的重要问题。以不同比例尺的辽宁省土地利用数据为例,以贵州省土地利用数据进行验证,系统探讨了土地利用类型结构在不同尺度间可能存在的转换特征。结论如下:(1)辽宁省土地利用的分形结构跨1 ∶ 10万、1 ∶ 50万、1 ∶ 100万这3个比例尺客观存在;(2)对不同比例尺的同一区域不同土地利用类型而言,各土地利用类型分维在不同比例尺之间存在的响应关系并不一致,某些土地利用类型的分维随着比例尺由1 ∶ 10万向1 ∶ 50万再向1 ∶ 100万的变小,分维呈现变大趋势,而某些土地利用类型的分维随比例尺的变化并不如此,所以,对于不同的土地利用类型而言存在一定的差别,不可一概而论;(3)不同尺度间的土地利用类型结构只能够在两两连续间隔的两种比例尺土地分维之间建立起关系显著的定量关系模型。所得结论对科学认知土地结构空间配置的多尺度特征以及建立相应尺度转换模型具有积极的参考意义。