人类活动干扰下4个时期松嫩平原丹顶鹤栖息地适宜性研究

从丹顶鹤(Grus japonensis)的生境选择角度出发,综合考虑了人类活动干扰、食物来源、隐蔽条件和地形特征等因素,选取了土地利用类型、与居民地的距离、与耕地的距离、与道路的距离、归一化植被指数、坡度、坡向和与水源地的距离共8个因子,对丹顶鹤栖息地的生境质量进行评价。采用一种数据驱动的生态位模型——最大熵(Maximum Entropy,Max Ent)模型,在人类活动干扰强度逐渐增大的背景下,研究1995~2016年松嫩平原丹顶鹤栖息地的适宜性。研究结果表明,建立的1995年、2000年、2010年和2016年4个时期的生境适宜性评价模型的评价效果都达到较高的水平,土地利用类型、与居民地的距离、与耕地的距离、与道路的距离是影响丹顶鹤栖息地分布的主要因素。随着松嫩平原耕地面积、建设用地面积和路网密度的增加,与1995年相比,2016年丹顶鹤栖息地的最适宜和较适宜区的面积共减少了16 749 km2,其占研究区总面积的比例减小了6.7%。针对强烈的人类活动干扰,丹顶鹤采取远离的方式进行回避,其选择的栖息地与道路、耕地和居民地的距离的阈值分别为1.3 km、1.4 km和2.1 km。     

基于logistic回归模型的农牧交错区土地利用变化驱动力分析——以内蒙古翁牛特旗为例

本文以农牧交错带的典型区域——内蒙古翁牛特旗为例,考虑土地利用变化过程的空间变量,建立了不同土地利用变化过程的logistic回归模型。结果表明:模型中转为耕地的主要解释变量是到农村居民点的距离和农业气候区;转为草地的主要解释变量是到农村居民点的距离、土壤表层有机质含量和到乡镇中心的距离;转为林地的主要解释变量是到农村居民点的距离和海拔;空间异质性和土地利用变化过程的时间变量共同影响着使用logistic回归模型来解释土地利用变化驱动力的能力;通过对草地logistic回归模型的检验,得出空间统计模型能较好地揭示不同土地利用变化过程的主要驱动力及其作用机理。     

三门峡越冬大天鹅栖息地选择研究

2016年12月-2017年2月,对黄河三门峡库区大天鹅越冬期栖息地选择进行了研究,野生环境与人工环境下共记录到大天鹅夜栖地样方31处,觅食地样方23处。利用独立样本T检验和Mann Whitney U检验比较了大天鹅夜栖地与对照组的差异性。结果表明:植被高度、水深和距干扰源距离在夜栖地样方与对照组间差异显著(P0.05),这3个因子是影响大天鹅夜栖地选择的主要因子。大天鹅觅食地样方与对照组的比较发现,植被盖度、距食源地距离和植被高度在觅食地样方与对照组间差异显著(P0.05),这3个因子是影响大天鹅觅食地选择的主要因子。31处夜栖地和23处觅食地的主成分分析表明,安全因素是影响大天鹅夜栖地和觅食地选择的主要因素。     

珠海市土地利用空间格局与地形的相关性研究

以2008年Landsat TM遥感影像、地形图为基础数据,通过建立DEM、高程分级、坡度分级及叠加分析等方法,分析了珠海市土地利用空间格局及其与地形因子的关系.珠海市土地利用类型空间分布具有强烈的区域差异性,不同高程与坡度分级区域土地利用类型组合不同;各土地类型的面积在低海拔、低坡度段占绝对优势,随着高程和坡度的上升,土地利用类型减少,多样性降低.在高程<40 m、坡度<2°的区域,水域为主导土地利用方式,而在高程＞40 m、坡度＞2°的区域,林地成为主导土地利用类型的优势越来越明显;在海拔40～100 m、坡度2°～15°区域土地利用破碎度指数最高,受人类活动强烈干扰的地段主要集中在海拔低、坡度平缓的区域,自然因子在高坡度区域对土地利用空间格局起到一定的制约作用.     

升金湖和菜子湖越冬白头鹤栖息地适宜性分析

白头鹤(Grus monacha)是国家一级重点保护鸟类,其在国内的主要越冬地为安徽省升金湖和菜子湖,评估白头鹤越冬栖息地的质量对于其种群保护具有重要意义。通过实地调查,获得了越冬白头鹤的分布和数量数据;运用遥感和地理信息系统技术,利用2018年11月至2019年3月的遥感影像,提取出越冬白头鹤在升金湖和菜子湖的空间分布信息;选取影响越冬白头鹤空间分布的栖息地因子,采用熵权法,确定影响因子的权重;采用模糊赋值求积法,构建栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,评价白头鹤越冬栖息地的适宜性。研究结果表明,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量为445只,越冬中期白头鹤的平均个体数量多于越冬前期和后期,2019年2月,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量分别为(271±17)只和(174±20)只,3月,其个体数量分别为(185±14)只和(96±11)只;在升金湖,越冬白头鹤主要分布在杨峨头的草滩、新胜圩的稻田和联合的泥滩中;在菜子湖,其主要分布在梅花大圩的稻田中。越冬白头鹤栖息地具有归一化植被指数居中、距离水源较近、尽可能远离道路和居民区等干扰较多的区域等特征。升金湖作为越冬白头鹤栖息地的适宜性优于菜子湖,升金湖和菜子湖越冬白头鹤的最适宜栖息地面积分别为209.76 hm2(占0.63%)和68.36 hm2(占0.28%)。由于大量沉水植物消失,造成越冬白头鹤食物资源减少。建议对苦草(Vallisneria natans)等沉水植物进行恢复,以扩大越冬白头鹤的适宜栖息地面积。     

GIS支持下三峡库区秭归县滑坡灾害空间预测

基于GIS空间分析和统计模型相结合进行区域评价与空间预测是滑坡灾害研究的重要方向之一。以三峡库区秭归县为研究区,选择坡度、坡向、边坡结构、工程岩组、排水系统、土地利用和公路开挖作为评价因子。为提高模型的预测精度、可信度和推广能力,利用窗口采样规则降低训练样本之间的空间相关性。建立Logistic回归模型,对滑坡灾害与评价因子进行定量相关性分析。计算研究区滑坡灾害易发性指数,对其进行聚类分析,绘制滑坡易发性分区图,其中高、中易发区占整个研究区面积的38.9%,主要分布在人类工程活动频繁和靠近排水系统的区域。经过验证,该模型的预测精度达到77.57%。     

GIS支持下滑坡斜坡类型定量化及制图研究

斜坡类型描述岩层产状与斜坡的角度关系,很大程度上决定了斜坡岩土体变形的方式和强度,对地质灾害分布具有重要作用。斜坡的顺向坡、反向坡与地形的阳坡、阴坡概念相似,可以利用改进的太阳辐射地形因子计算模型(TOBIA指数)对斜坡类型进行定量化表达。计算TOBIA指数需要斜坡坡度、坡向、岩层倾角、倾向4个参数。以三峡库区顺向坡基岩滑坡多发地段青干河流域为例,通过区域地质图上产状点获取离散岩层倾角和倾向数值,经空间插值得到空间连续分布的倾角和倾向参数;通过数字高程模型获取坡度和坡向参数,得到区内TOBIA指数分布。在此基础上进一步研究指数和滑坡发育关系。结果表明,TOBIA指数值与区内斜坡类型密切相关,根据TOBIA指数值能很好地区分斜坡类型。以二分类变量逻辑回归模型对坡度和指数两个变量进行分析,发现引入TOBIA指数后,回归模型对已知滑坡拟合度由55%提高到71.5%,能有效提高区域滑坡灾害危险性区划结果精度。     

基于遥感技术和GIS的小流域土地利用/覆被变化分析

根据贵州省平坝县克酬流域1973年MSS影像数据,1989、1995、2000年Landsat TM影像数据,利用RS和GIS信息获取技术、空间分析技术和数理统计方法,分析了该流域土地利用的数量变化和空间变化特征,明确了土地利用变化的主要类型和方向,并探讨了土地利用变化和地形因子的关系。结果显示,该流域土地利用以农田和灌草用地为主,1973~2000年林地和灌草地减少,农田、水域、村镇、交通用地增加,林地转化为灌草、灌草转化为农田及农田转化为村镇居民点和公路用地是研究区主要土地利用变化类型。研究区土地利用空间分布与海拔高程、坡度等地形因子有密切关系。1973~2000年农田、林地和灌草分布的海拔高程和坡度均呈增加趋势,这和上述土地利用类型间的转化规律相一致。     

山东沭河上游流域考古遗址预测模型

以山东莒县沭河上游流域地区为研究案例,通过对大汶口、龙山和岳石文化时期遗址空间结构及其与环境特征的关系分析,建立了基于GIS的沭河上游考古遗址预测逻辑斯蒂回归模型,较为精确地分析得出遗址分布与地形高度、河流分布等因子间的定量关系。研究结果表明,山东莒县沭河上游流域地区遗址点分布在高程较低和坡度低于3°的地方,说明遗址点多选择在较为适宜农业活动的地方;在遗址选择朝向上,整个研究区域的朝向分布比较均衡,但以西、西南、东和东南为主;史前人类的居住地主要沿支流分布,而远离干流,以避免洪水灾害的危害;随着时间的推进,遗址点所处位置的高程和坡度逐渐增高增大,距离河流的各种距离总体上也呈增加的趋势,这与人类克服环境限制能力的提高有关系。     

元阳县土地利用空间格局及其变化的图谱方法研究

信息图谱为区域土地利用空间格局及变化提供了一种谱系化、定量化与定位化相结合的研究方法.以云南省元阳县为例,在遥感、GIS空间分析和统计分析模型的支持下,从土地利用时空演变模式、空间扩展过程、斑块的空间分布特征三方面建立土地利用空间格局及变化信息图谱,并对其图谱特征进行分析.结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象地揭示了区域土地利用变化的基本模式,提供了时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次的图形信息与变化过程相结合;利用等步长变距离缓冲区分析法建立的VCM曲线可直观地描述不同土地利用类型斑块的空间分布特征及不同研究时段内其空间分布特征的变化情况.     

山地丘陵区土地利用分布及其与地形因子关系——以河北省怀来县为例

为探究山地丘陵地区不同地形因子对土地利用空间格局的影响,以河北省怀来县为例,研究了各土地利用类型在不同地形上的分布特征。同时,定性和定量分析了土地利用景观格局与地形环境的相关性。研究表明:土地利用景观格局分布存在明显的地形梯度特征,较高地形级别主要分布着林地和草地,其分布指数在较高地形级别占据优势位;而受人类活动干扰影响较大的城乡建设用地、采矿用地、耕地、园地和水域的优势位分布在较低地形级别上。移动窗口法得到的景观格局指数的分布定性显示出土地利用景观格局随地形变化的梯度特征,典范对应分析结果定量显示出典范对应分析排序的前4个轴的累计土地利用景观指数—地形解释变量为96.98%,地形因子第1排序轴与土地利用变化景观格局指数特征第一排序轴的相关系数达到0.671,其土地利用景观格局指数与地形因子存在显著的相关性。由此可见,高程、坡度和地形起伏度这三类地形因子对山地丘陵区的土地利用类型的结构和空间分布起着重要的影响作用。     

豫西黄河流域土地利用空间格局地形梯度特征分析

豫西黄河流域土地利用空间格局在水平和垂直方向上都具有明显区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了分析,结果表明:(1)各土地利用类型的空间分布规律随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类农业用地、建筑用地、果园、水域和湿地主要分布在海拔相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地(除果园外)、草地和未利用地则比较均匀地分布在海拔相对较高和坡度较大的区域。(2)不同的海拔段和坡度段内各土地类型的分布也存在一定的分布规律:农业用地类型和林地类型在各个地形梯度内都占有较大的面积比重,这是由于其基数较大,在区域内占据优势地位决定的;在低海拔小坡度地段内农业用地具有相对的面积优势;有林地随着海拔升高和坡度增大,面积比例不断增大,其主导地位随之增强。     

无定河流域全新世中期人类聚落选址的空间分析及地貌环境意义

以无定河流域的数字高程模型为主要研究对象,利用地理信息系统软件进行空间分析,与陕西北部无定河流域龙山时期遗址的分布位置叠置和聚类分析,讨论聚落选址与地貌类型、距河流水平距离、河网等级等6个地形地貌因子之间的关系。结果发现,全新世中期无定河流域人类在聚落选址时,对水文条件、地貌和地面坡度条件有较强的倾向性,而对地面朝向无明显倾向性。选址时选择地形地貌影响因子的优先顺序为:地貌类型、遗址距河流距离、遗址处地面坡度、遗址处河流等级、遗址处地面朝向。     

盐城黄海湿地丹顶鹤越冬生境质量评估与管理对策研究北大核心CSCD

江苏省盐城市黄海湿地是丹顶鹤(Grus japonensis)西线迁徙种群的主要越冬地。由于黄海湿地在不断萎缩,水鸟的食物资源逐渐减少,丹顶鹤越冬种群有集中于江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区的核心区内越冬的趋势。采用增强回归树模型,评估了丹顶鹤越冬生境质量,分析了丹顶鹤越冬生境质量的影响因素,构建了丹顶鹤越冬生境质量管理概念模型,提出了丹顶鹤越冬生境质量管理的对策和建议,以期为有效保护丹顶鹤越冬种群及其越冬栖息地提供科学依据。底栖动物是越冬丹顶鹤的主要食物来源,丹顶鹤越冬生境中底栖动物量的变化本质上是互花米草(Spartina alterniflora)入侵改变了滨海湿地的生态过程,减少了越冬丹顶鹤食物的丰富度和可利用量,因此,在越冬丹顶鹤食物丰富度管理对策方面,提出以恢复水文过程为核心的滨海湿地生态过程恢复。在食物可获取性管理方面,可以通过有效管理人工管理区和自然生境区的芦苇(Phragmites australis)覆盖度和高度,提高越冬丹顶鹤食物的可获取性;同时,在自然生境区,防止自然湿地流失,控制互花米草向陆地扩张速度,恢复碱蓬(Suaeda glauca)生境结构。     

湖南省石门县中华秋沙鸭越冬种群现状与保护对策

了解珍稀濒危物种的种群数量和栖息地特征,是实施物种保护与种群恢复的基础。分别于2017年1月、2018年1月和2019年1月,对石门县中华秋沙鸭(Mergus squamatus)越冬种群数量及其栖息地进行了调查和观测。研究期间,共记录中华秋沙鸭268只,其中,有雄性中华秋沙鸭145只,雌性中华秋沙鸭123只,雌雄比为1∶1.179;2017年1月、2018年1月和2019年1月,分别记录了76只(占当年在湖南省内越冬的中华秋沙鸭种群总数量的42%)、92只(占60%)和100只(占51%)中华秋沙鸭。研究结果表明,在石门县越冬的中华秋沙鸭偏向选择低海拔、水体清澈、石质水底、缓流、水面相对较窄、水较浅和人类活动干扰少的河流作为栖息地,大多数河流沿岸紧临山林地或悬崖峭壁。目前,在石门县,干扰中华秋沙鸭越冬种群和栖息地的人类活动主要为河道采砂、捕鱼、水电站、公路建设和捕鸟等。在石门县越冬的中华秋沙鸭种群数量逐年呈增加趋势,石门县已经成为湖南省该物种越冬种群数量最多的一处重要越冬地。最后,建议加强多部门合作与执法力度,关停河道上的采砂场,禁止非法捕鱼,调节水电站冬季蓄水,营造中华秋沙鸭越冬适宜栖息地景观格局;同时,建议县政府和野生动物保护主管部门提高对越冬中华秋沙鸭的保护意识,加大保护科普宣教工作,持续开展对越冬中华秋沙鸭的科研与监测工作。     

利用MaxEnt研究印度中部秃鹫栖息地适宜性及气候变化的影响

秃鹫提供了宝贵的生态系统服务,在生态系统平衡中发挥着重要作用,但印度本土秃鹫数量在过去几年有所下降。掌握秃鹫栖息地的分布现状对于管理和防止秃鹫数量继续下降至关重要。可以预见,目前的气候危机可能会进一步导致秃鹫生境适宜性的变化,并影响现存的秃鹫种群。因此,本研究利用物种分布模型,对印度中部一个秃鹫栖息地的短期和长期变化进行预测,并以统计和图形的方式呈现数据。选择MaxEnt软件进行预测,是因为它与其他模型相比具有一定的优势,如只使用现有数据,在数据不完整、样本量小、样本间隙小等情况下表现良好。采用全球气候模式集成学习算法(CCSM4、Had GEM2AO和MIROC5)以获得更好的预测结果。14个稳健模型(AUC 0.864–0.892)是利用7个秃鹫种群(长喙、白臀、红头、银灰色、埃及秃鹫、喜马拉雅和欧亚狮鹫)在两个季节共1000多个地点的数据建立的。选定的气候(温度和降水)和环境变量(NDVI、海拔和土地利用/土地覆盖)被用于预测当前栖息地,未来的预测只基于气候变量。影响秃鹫栖息地分布的最重要变量是降水量(bio 15,bio 18,bio19)和温度(bio 3,bio 5)。在目前的预测中,森林和水体是影响土地利用的主要因素。在较小尺度上,随着时间的推移,极端适宜的栖息地面积减少,高度适宜的栖息地面积增加,总适宜栖息地面积在2050年略有增加,但到2070年有所减少。在更大的尺度上考虑,2050年适宜栖息地的净损失为5%,2070年为7.17%(RCP4.5)。相似的,在RCP8.5下,2050年适宜栖息地的净损失为6%,2070年为7.3%。研究结果可用于制定秃鹫的保护规划和管理,从而保护其免受未来的气候变化等威胁。     

利用MaxEnt研究印度中部秃鹫栖息地适宜性及气候变化的影响（英文）

秃鹫提供了宝贵的生态系统服务,在生态系统平衡中发挥着重要作用,但印度本土秃鹫数量在过去几年有所下降。掌握秃鹫栖息地的分布现状对于管理和防止秃鹫数量继续下降至关重要。可以预见,目前的气候危机可能会进一步导致秃鹫生境适宜性的变化,并影响现存的秃鹫种群。因此,本研究利用物种分布模型,对印度中部一个秃鹫栖息地的短期和长期变化进行预测,并以统计和图形的方式呈现数据。选择MaxEnt软件进行预测,是因为它与其他模型相比具有一定的优势,如只使用现有数据,在数据不完整、样本量小、样本间隙小等情况下表现良好。采用全球气候模式集成学习算法(CCSM4、Had GEM2AO和MIROC5)以获得更好的预测结果。14个稳健模型(AUC 0.864–0.892)是利用7个秃鹫种群(长喙、白臀、红头、银灰色、埃及秃鹫、喜马拉雅和欧亚狮鹫)在两个季节共1000多个地点的数据建立的。选定的气候(温度和降水)和环境变量(NDVI、海拔和土地利用/土地覆盖)被用于预测当前栖息地,未来的预测只基于气候变量。影响秃鹫栖息地分布的最重要变量是降水量(bio 15,bio 18,bio19)和温度(bio 3,bio 5)。在目前的预测中,森林和水体是影响土地利用的主要因素。在较小尺度上,随着时间的推移,极端适宜的栖息地面积减少,高度适宜的栖息地面积增加,总适宜栖息地面积在2050年略有增加,但到2070年有所减少。在更大的尺度上考虑,2050年适宜栖息地的净损失为5%,2070年为7.17%(RCP4.5)。相似的,在RCP8.5下,2050年适宜栖息地的净损失为6%,2070年为7.3%。研究结果可用于制定秃鹫的保护规划和管理,从而保护其免受未来的气候变化等威胁。     

基于3S技术的三江平原土地利用类型对春季迁徙鸟类多样性的影响

黑龙江三江国家级自然保护区是东北亚鸟类迁徙的重要驿站,每年过境鸟类种类与数量波动性很大,分析和掌握迁徙季鸟类分布特征将促进鸟类科学保护工作的有序展开。利用2017年春季鸟类观测数据,配合遥感解析提取土地利用类型信息,通过冗余分析筛选土地利用类型对不同鸟类的影响,建立鸟类多样性指数与土地利用类型的回归方程。结果表明:水田、旱田、沼泽、林地、河流对鸟类生物多样性影响贡献较大,鸟类对农田与天然栖息地之间的选择倾向没有出现明显差异。     

土地利用变化的多尺度空间自相关分析——以内蒙古翁牛特旗为例

用传统统计学方法模拟和解释土地利用变化的前提条件是研究分析的数据在统计上必须独立且均匀分布。但是空间数据相互之间通常具有依赖性 (即空间自相关),某一变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似或更为不同。由于经典线性回归方法未能抓住数据的空间自相关特征,而空间自相关包含一些有用的信息,为了克服这一缺点,利用Moran的I系数自相关图来描述研究区土地利用变化的空间自相关,并且建立了不仅考虑回归而且又考虑空间自相关的混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型)。研究得到：① 研究区土地利用变化模型中不但自变量之间而且因变量之间存在空间正自相关,这表明土地利用变化数据的空间自相关很强;② Moran的I系数随着尺度的变粗而减小,这是由于数据平均时的滤波特性和Moran的I系数对距离的非线性特征造成的;③ 经典线性回归模型的残差也表现出正相关,这表明标准的多元线性回归模型未能考虑土地利用数据所存在的空间依赖性;④ 混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型) 的残差未存在空间自相关,并且有更好的拟合度;⑤ 相对于经典线性回归模型,混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型) 对于存在空间自相关性的数据来说有着统计上的合理性,而经典线性回归模型未能考虑这些因素。     

基于随机森林模型的珠江三角洲30 m格网人口空间化

人口空间化是实现人口统计数据与其他环境资源空间数据融合分析的有效途径。本文选取夜间灯光数据、道路网数据、水域分布数据、建成区数据、数字高程模型和地形坡度数据作为影响珠江三角洲人口分布的变量因子,利用随机森林模型对珠江三角洲2010年人口数据进行了30 m格网空间化,并将模拟结果与三个公开数据集作精度对比,最后基于随机森林模型的变量因子重要性分析珠江三角洲人口空间分布的影响因素。结果表明：本文模拟整体精度达到82.32%,均优于WorldPop数据集以及中国公里网格人口数据集,接近GPW数据集,而且在人口密度中等区域模拟精度最高;通过对变量因子重要性进行度量,发现夜间灯光强度是珠江三角洲人口分布的最重要指示性指标,到水域的距离、到建成区的距离和路网密度对珠江三角洲人口分布均具有重要作用。利用随机森林模型结合多源信息能够实现高空间分辨率的人口空间化,可为精细化城市管理提供重要数据源,也可为相关政策决策制定提供支持。