土库曼斯坦穆尔加布——捷詹绿洲生态系统服务价值对土地利用变化的响应

土库曼斯坦蕴藏着丰富的矿产资源和油气资源,是连接我国和中东地区的能源枢纽,其战略意义十分突出。近年来土库曼斯坦因不合理的土地开发所造成的生态环境问题日益显现,不仅制约着当地的经济发展,同时也影响着我国西北部地区的生态环境演变。因而探究土库曼斯坦典型绿洲的土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征对于我国西北部地区环境策略的合理制定、提升我国在中亚地区生态环境保护和资源利用等研究领域的地位具有重要的现实意义。研究以土库曼斯坦境内的穆尔加布-捷詹绿洲为研究区,以1976-2011年的四期Landsat系列多光谱遥感影像为基础数据源,采用支持向量机分类方法(SVM)结合GIS空间分析技术对研究区近40 a间的土地利用和生态系统服务价值的时空变化进行了分析。结果表明:1976-2011年间,穆尔加布-捷詹绿洲土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈增大的趋势;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,从63.45×108元增加到69.89×108元,增加了6.44×108元;林地、耕地、水域的生态系统服务价值是生态系统服务的主体部分,占整个系统的82.46%以上;该绿洲生态经济的发展处于协调水平的边缘,需要加大对该地区生态环境的保护力度。     

西双版纳土地利用/覆被变化及其景观格局特征分析

利用西双版纳州1980年、1995年和2000年3期TM影像解译土地利用数据,使用GIS分析工具,得出近20年来,各土地覆被类型的动态变化信息,并借助景观格局变化分析软件Fragstats进一步研究了西双版纳州的景观格局特征.研究表明1980～2000年西双版纳州各土地利用类型及景观格局指数均发生了重要变化.土地利用变化表现出有林地和疏林地大幅度减少,草地、建筑用地和旱地显著增加,反映出西双版纳州城镇化进程的加快和生态环境逐渐恶化的趋势.景观格局的主要特征为异质性在减小,斑块类型趋于均匀分布的趋势,景观稳定性在降低.     

基于遥感与GIS的乌审旗土地利用变化研究

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986-2005年5期TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度和土地利用转移矩阵对土地利用的数量变化进行了研究.运用定量与定性相结合的景观空间格局分析方法,对土地利用景观格局特征的动态变化进行了分析,并利用社会经济数据对土地利用变化的人为驱动力进行了分析.研究表明:(1)20年间各土地利用类型经历着"涨势"与"落势"的波动.从各土地利用类型的转化方向来看.林地、草地和沙地相互转换频繁;耕地主要转变为林地、草地和沙地;水域主要向其他未利用地转换,其他未利用地主要向草地和沙地转换,工矿用地没有转出.从2005年各土地利用类型的转化来源看,耕地主要是由林地、沙地和草地转变而来;林地主要由沙地和草地转变而来;草地主要是由沙地和林地转变而来;水域主要是由沙地和耕地转变而来;居民地主要是由沙地、草地和林地转变而来;其他未利用地主要是由草地、水域和林地转变而来.(2)土地利用景观格局演变特征表现为:除居民点外各类景观斑块形状指数都呈增加趋势;除水域外,各类景观斑块密度下降、分离度减少;全旗景观优势度下降、多样性升高.(3)人为因素中的人口增长、经济发展以及生态工程的实施对土地利用变化起重要作用.     

额济纳天然绿洲景观变化及其生态环境效应

基于研究区1987年LandsatTM和2001年LandsatETM+遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术手段,结合景观格局分析软件APACK,就近15年来额济纳天然绿洲景观格局变化进行了分析,并进一步探讨了由此所引起的生态环境效应。研究结果表明:1)天然绿洲面积与水域面积急剧缩减,绿洲荒漠化程度加剧;2)绿洲景观与荒漠景观过渡地带为各景观生态类型相互转化最为剧烈的区域;3)景观多样性与景观异质性程度减小,景观稳定性降低;4)景观变化所引起的生态环境效应包括地下水矿化度升高、水质下降,植被退化与物种多样性降低,沙尘暴危害加剧以及生态难民数量增加等。     

基于土地利用空间格局的兰州市景观稳定性

利用兰州市2000年和2010年两期土地利用数据,从景观结构、景观类型及景观异质性3个方面分析了研究区景观格局特征。借助主成分分析及景观格局指标对保持景观格局稳定性影响能力构建了景观格局稳定性模型,并对研究区景观格局稳定性进行了评价。结果表明:(1)近10年来兰州市景观格局发生了明显变化,主要景观类型间的转换较为频繁,且表现为明显的单向转换特征。(2)整体景观格局稳定性呈现降低趋势;各县区景观格局稳定性存在差异,榆中县永登县和皋兰县稳定性变化不大,稳定性较高的为红古区,其次是西固区、安宁区,稳定性最差的为七里河区和城关区。(3)稳定性较高的景观类型为水域及草地,稳定性较差的景观类型为建设用地。兰州市应着力提升用地潜力,提高土地集约利用程度,合理规划建设用地,保护具有生态服务功能的水域及草地等。     

柴达木盆地荒漠绿洲景观格局定量分析

以柴达木盆地土地利用观状图为基本图件,在CIS支持下编制了柴达木盆地土地利用景观图。在此基础上选取多种景观指数,即选取斑块大小、斑块数、聚集度、相似邻接百分比、景观优势度指数、面积加权的平均斑块分形指数、散布与并列指数、香农多样性指数和香农均度指数等主要景观格局指数,定量地分析柴达木盆地荒漠绿洲景观格局特征。结果表明：柴达木盆地景观的主要斑块类型为未利用土地和草地,二者面积之和占全区的95％左右;绿洲景观以耕地、园地、林地以及城镇工矿用地等形式镶嵌在景观中,它们由于受到绿洲内人类活动的强烈影响,分形指数大,破碎度高;园地、水域与沼泽、林地和耕地的分布均比较分散,与其它类型相互混杂分布,说明绿洲内部缺乏高度连接的景观,生态系统脆弱;总体上看,柴达木盆地的景观比较单调,多样性指数较小,破碎化程度较低,景观异质性不高。     

干旱区冷凉型绿洲景观格局变化分析

冷凉型绿洲是干旱区的主要景观类型之一,其景观结构的变化机制是理解干旱区生态环境变化的重要补充。位于祁连山北麓的冷凉绿洲（张掖市民乐县）是干旱区具有代表性的区域,在黑河流域具有重要的生态功能。据此,本文以1987、1995、2000、2005年的TM数据为信息源,采用景观结构的分析方法,分析了该绿洲1987—2005年间的景观变化。结果表明：在干旱区的冷凉型绿洲中,农田是景观优势斑块类型,斑块面积占研究区的比例为28.6%~34.6%。景观斑块类型的转化主要发生在农田和草地之间,1987—2005年间农田转换为草地的比例为43.6%,而草地转换为农田高达72.9%。与同期平原型绿洲景观变化特点相比较,冷凉型绿洲的农田面积扩增速度大于平原型绿洲。分布面积最小的水域和居工地斑块有最高的景观变化速率,说明该干旱区河流水文过程季节性变化和持续的城镇化过程对该类景观类型的影响显著。     

西安市雁塔区土地利用/覆被变化及景观格局演变分析

以GIS和RS技术为基础,以西安市雁塔区为研究区,选取2013、2019年两期Landsat-8影像数据,采用监督分类方法获得雁塔区的土地利用/覆被变化(LUCC)图,并在此基础上获取土地利用转移矩阵及多个相应景观指数等数据,从而分析雁塔区土地利用/覆被变化以及景观格局演变过程并进行预测。结果表明:6年间,雁塔区土地利用/覆被变化与景观格局的演变较显著,演变总体趋势为:雁塔区耕地和其他用地范围缩减,而林草地、水域面积增多,建筑用地范围显著扩张;土地利用类型以建筑用地为主导,占全区面积的77. 86%,受人类活动强烈影响,人地矛盾突出;建设用地作为优势斑块形成了更好的连接,斑块连通性增强,聚合程度明显增加,景观破碎化水平总体减弱。     

内陆干旱区土地利用变化的景观格局特征分析——以新疆白杨河流域为例

基于GIS/RS环境对两期Landsat7-ETM 影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学原理和数理统计分析方法,从区域整体景观格局水平和土地利用类型水平两个角度,选取景观多样性指数等5个指数描述白杨河流域土地利用变化的景观格局特征。结果表明:研究区各土地利用类型面积都有不同程度的变化,除草地和未利用土地有所减少,其他土地利用类型都有不同程度的增加。从景观水平上看,区域景观异质性在增大,景观斑块的连通性降低,表现为多样性指数和均匀度指数呈增加,优势度指数减小;从类型水平上看,5年间人类对景观的干预程度较大,对人工景观的干扰强于半自然景观,体现在半自然景观类型的分离度较小,而人工景观类型的分离度较大。同时,景观周长-面积分维度指数的增长趋势说明景观斑块的自我相似性减小,几何形状趋于复杂化。总体上,是人类活动加剧破坏了自然绿洲内部的整体性和完整性,并且人类活动干扰还在增加。     

基于RS与GIS的典型黑土区土地利用变化分析——以海伦市为例

以海伦市1986年,1995年和2007年3期TM影像为基础数据,在RS与GIS技术支持下,运用马尔科夫转移矩阵、单一土地利用类型动态度和景观空间格局分析方法对沿海市土地利用变化、景观格局特征进行研究,并分析了土地利用变化的驱动力。结果表明,①旱田和水田面积一直处于增长状态,增长速率由快变缓,主要由林地、草地和未利用土地转换而来。②林地、草地和未利用土地面积持续下降;城镇建设用地和农村建设用地的面积一直保持着增加态势,增长速率由缓变快,使得土地利用强度有所上升。③景观格局变化主要表现为,优势度整体上升、景观多样性整体呈现下降的趋势,城乡建设用地的类斑近圆指数最大,林地、未利用土地和水域斑块破碎度增加。④人为因素中的人口增长、经济发展、政府生态环境保护和农业可持续发展的政策在土地利用变化中起重要作用。该研究对于合理利用土地资源和农业可持续发展具有重要意义。     

海南岛西部土地利用变化及其景观格局动态分析

利用1986年、1996年和2003年的3期TM数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析海南岛西部的土地利用类型变化及其景观格局动态特征。结果表明：17 a来各种土地类型变化及其相互之间的转化频率十分频繁。没有发生变化的林地占76.88％、耕地占60.38％、建设用地占52.11％、沙地、水体和草地分别仅占32.64％、28.72％和2.7％。岛西各种土地利用类型的空间格局变化显著,景观异质性增强,破碎度降低而连通性增加。近10多年来,岛西土地利用变化及景观格局动态主要是受自然条件和人为活动干扰共同作用的结果。     

城市景观格局对城市内涝的影响研究——以深圳市为例

近年来,城市内涝问题频发,引发了强烈关注。现有有关城市内涝问题的研究多关注土地利用与城市内涝的关系,而对于城市景观格局对城市内涝影响的研究则不多。本文以内涝问题严重的深圳市为研究区,利用深圳市2014年5月11日暴雨期间内涝点数据（共278个）,选取类型水平上的最大斑块面积比例（Largest Patch Index, LPI）、斑块聚集度（Patch Cohesion Index, PCI）、景观破碎度（Landscape Division Index, DIVISION）、景观水平的蔓延度（Contagion Index, CONTAG）、香农多样性指数（Shannon's Diversity Index, SHDI）共5个景观指数,并结合土地利用类型、不透水率、植被覆盖度、降雨量、地形地势及雨水管网密度等内涝影响因子,运用相关分析和多元逐步回归分析,探究深圳市景观格局对内涝的影响。结果表明：① 土地利用类型中,住宅用地等建设用地对内涝灾害影响最大,其面积比例的增加会加剧区域内涝程度;② 城市各类型景观格局特征中,建设用地斑块的优势度、聚集度越高,景观破碎化程度越低,区域的内涝程度越高,绿地的景观格局对城市内涝的影响与建设用地相反;③ 城市整体景观特征中,景观整体越复杂越不易引发内涝灾害;④ 不透水率等人为因素比降雨量等自然因素对城市内涝的影响程度大。本研究的结果可以使人关注到地表景观格局对内涝的重要作用,为内涝治理和景观格局的规划管理提供参考和借鉴。     

近30年玉门市土地利用与景观格局变化及其驱动力

干旱内陆河流域生态环境非常脆弱,是土地利用和景观格局变化的敏感区域,也是全球环境变化响应比较突出的区域。采用1976年、1989年、2000年和2010年的Landsat遥感影像,利用GIS技术和景观格局分析方法,系统地分析了疏勒河中游玉门市的土地利用和景观格局变化的时空特征,为研究区土地可持续利用政策的制定提供参考和依据。研究结果显示:近34a来,玉门市土地利用和景观格局发生了剧烈变化,土地利用变化经历了"缓慢变化—急剧变化—显著变化"的过程。研究区景观密度增大,多样性和均匀度先减小,后增加;不同斑块间的分离度减小。农业人口增长和经济发展是玉门市土地利用景观格局变化的最直接驱动力,同时还受气候因素和政策因素的影响。     

基于变化轨迹探测的植被景观格局动态分析——以塔里木河下游生态输水区域为例

 在遥感与GIS技术支持下,以2006、2007、2009、2010年Landsat-5/TM影像与2008年的CBERS/CCD影像为主要数据源,获得5 a的植被/非植被类型图。在此基础上,提取并归纳5 a间的植被变化轨迹:恒定植被、恒定非植被、转变为植被、转变为非植被、非稳定变化。利用景观格局分析软件FRAGSTATS 3.3计算了变化轨迹景观格局的3种景观指标。结果表明,2006—2010年植被面积减小,主要因为生态输水量减小、输水间隔较大,导致草本植被、乔灌木幼苗死亡;恒定非植被的比重最大,表明非植被类型是研究区的基质,其次是转变为非植被的比重,说明5 a间植被的衰退程度要强于恢复程度;转变为植被与非稳定变化两种类型属于过渡性植被变化类型,受生态输水量、分布的制约严重;各种变化轨迹类型的形状规则较为稳定,其中以恒定非植被类型最稳定而非稳定变化类型最不稳定。     

赤水河流域中上游坡地景观特征对河流水质的影响

在喀斯特地区,较大的地表坡降和坡地开发强度导致承载在地表景观上的污染物因地势和降水加倍迁移到河水中。以赤水河流域中上游为研究区,分别在全子流域、子流域坡地、子流域陡坡地三个层面上提取景观结构、景观开发强度和景观格局指数,研究各级坡地景观特征对水质的影响。结果表明：① 与总林地相比坡林地对水质潜在的“汇”作用更加显著;占总耕地面积不足1/7的陡坡耕地、却对河水中总磷（TP）和氨氮（NH₃-N）浓度大小贡献显著（相关系数为0.608和0.614）。② 景观开发强度与各水质污染物指标呈现显著而稳定的正相关性,相关系数最高达0.960,它比单个景观对水质指标更具解释能力。③ 斑块形状复杂度、景观多样性、景观分离度均与水质污染物指标呈高度或显著正相关,且随着地形坡度的增大,水质污染物指标对景观散布与并列指数（IJI）和农香多样性指数（SHDI）越来越敏感。故减少对坡地尤其是陡坡地景观的不当人为干扰,对喀斯特地区流域水质保护有重要意义。     

新疆天山自然遗产地景观格局动态演化及其生态健康评价

喀拉峻-库尔德宁区域是新疆天山自然遗产地的重要组成部分，其生态健康状况将影响该自然遗产地的突出普遍价值。目前从景观生态学角度，通过景观格局动态演化过程反映自然遗产地生态健康研究较少。本研究以喀拉峻-库尔德宁区域为例，基于多源遥感影像，提取景观信息进行定性与定量分析，并结合景观格局指数，从景观动态特征、类型水平和景观水平分析景观格局演化特征，评价景观健康状况，形成自然遗产地景观数据的获取方法，探索景观格局与生态过程的关系，为相关研究提供借鉴。结果显示：裸地增加，冰雪、针阔混交林等景观减少；类型水平上，针阔混交林受人为干扰严重，中和低覆盖度草地呈破碎化；景观水平上，景观聚集度、连通性、分形状况稳定，景观多样性提升后维持稳定；总体景观生态健康，突出普遍价值（OUV）维持稳定，但对针阔混交林需要进行重点保护。结果可为研究区综合管理和生态健康分析提供有效数据。     

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。     

黑河中游地区耕地景观演变及社会经济驱动力分析

选取1987~2010年的土地利用数据,运用变化轨迹分析方法以及景观指数表征黑河中游地区耕地景观的演变过程,采用偏最小二乘回归模型分析耕地景观演变的驱动力。结果表明：从耕地的变化轨迹来看,研究期间耕地的扩张是黑河中游地区耕地景观演变的主要趋势;从空间上来看,扩张型耕地和缩减型耕地分布趋向集中,主要集中在稳定型耕地边缘,同时耕地扩张的方向趋向河流;从驱动因素分析来看,总人口、城市化、产业发展、机电井数等是促使耕地景观演变的主要社会经济驱动因素,但是各个驱动因素的驱动作用均有差异。     

干旱区典型流域近30 a土地利用/覆被变化和景观破碎化分析——以玛纳斯河流域为例

 利用1976年、1989年、2005年三期遥感影像,运用GIS和FRAGSTATS景观分析软件对玛纳斯河流域近30 a的土地利用/覆被变化和景观破碎化进行了研究。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用/覆被在过去30 a间发生了普遍的变化。耕地、建设用地不断增加,而草地、林地、水域、盐碱地不断减少。耕地主要是在草地上开垦出来的。②绿洲内部的耕地趋于集聚状态,破碎性降低,而绿洲边缘的耕地,破碎性增强。草地面积大减,破碎性增强,退化严重。沙地、水域破碎性也不断增强,林地、未利用土地的破碎化于1989年增强,2005年减缓。③驱动力分析表明,流域变化是自然和人类活动共同作用的结果,其中人口的快速增长、政策环境的变化和自然环境变化如干旱等是最主要的驱动因素。     

土地利用分类对景观格局指数的影响

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类：① 第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系 (对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系) 来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;② 第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段 (或阶梯形) 变化,存在多种可能 (S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③ 第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。