人类活动对港湾岸线及景观变迁影响的比较研究————以中国象山港与美国坦帕湾为例

利用多时期遥感数据,以10年为时间步长,提取1985-2015年4个时期中国象山港和美国坦帕湾的岸线空间位置,长度和曲折度以及港湾地区景观构型,多样性和破碎度等信息,构建海岸人工化和港湾景观人工干扰指标,探讨人类活动对港湾岸线,景观演变的影响.结果表明:① 近30年来,象山港和坦帕湾自然岸线长度不断缩减,人工岸线长度呈先增后稳定的态势.由于两地人类活动方式的差异,象山港局部岸段形态发生剧烈变化,岸线曲折度不断变小;而坦帕湾岸线形态变化较小,岸线曲折度几乎保持不变.② 1985-1995年,象山港海岸人工化不断加强,1995年以后有所减弱,但人类活动的影响范围逐渐变大,几乎遍及整个港湾海岸.1985-2015年,坦帕湾海岸人工化强度虽有加强,但增幅缓慢,海岸人类活动也主要集中于各沿海城市区域.③ 1985-2005年,象山港和坦帕湾各人工化强度等级样区景观平均斑块面积总体呈减少趋势,但2005-2015年,象山港各强度样区景观平均斑块面积变化趋势不一,坦帕湾各强度样区变幅则较为平稳.④ 1985-2005年,象山港各强度样区景观多样性指数逐渐增大,而坦帕湾变化不一;2005-2015年,两港湾人工化强度由弱至强,景观多样性指数先增后减.⑤ 1985-2005年,象山港和坦帕湾不同人工化强度样区,景观破碎度指数逐渐增大;2005-2015年,两港湾景观破碎度指数呈减小趋势.     

人类活动对港湾岸线及景观变迁影响的比较研究——以中国象山港与美国坦帕湾为例（英文）

Using multitemporal Landsat TM/OLI images at a 10-year interval,in this study,we(1)extracted information of spatial location,length,and sinuosity of coastline and landscape configuration,diversity and fragmentation in the bay areas of Xiangshan Bay(XB),China and Tampa Bay(TB),USA from 1985 to 2015;(2)constructed indices of artificial coastlines and human disturbance on bay area landscapes;and(3)explored and discussed the impacts of human activities on changes of coastlines and landscape types in the two bay areas.Our analysis results demonstrate the following five points.(1)During the past 30 years,the lengths of natural coastline in XB and TB shrank,while the lengths of their artificial coastline increased first and then maintained stable.Since there were different influences of human activities on coastlines and landscape types between the two bay areas,XB experienced dramatic changes in parts of coastline geomorphologies and continuous decrease of coastline sinuosity,while,in TB,there was a little change in coastline geomorphologies and its coastline sinuosity was almost unchanged.(2)The intensity of human activities in XB was continuously enhanced from 1985 to 1995,and then the degree of enhancement had slowed down after 1995.However,in the time period,the impacted extent of human activities gradually increased and finally covered almost entire coastlines in XB.In TB area,although the intensity of human activities was enhanced,the degree of enhancement slowed down from1985 to 2015 and the impacted areas of human activates were concentrated in several coastal city areas.(3)The average area of landscape patches strongly disturbed by human activities in both XB and TB generally showed a trend of decreasing from 1985 to 2005.However,during the period of 2005 to 2015,the average patch area of landscapes disturbed by different degrees of human activities in XB changed differently,while in TB it almost did not change.(4)From 1985 to 2005,the indices of landscape diversity in various areas of human disturbance in XB gradually increased,while in TB,changes in indices of the landscape diversity varied.From 2005 to 2015,the changes in the intensity of human disturbance in both bay areas were from weak to strong,whereas the indices of landscape diversity in XB and TB increased first and then decreased.(5)The landscape fragmentation index in different human disturbance areas in both XB and TB gradually increased from 1985 to 2005,while from 2005 to 2015,in both bay areas,the landscape fragmentation index presented a decreasing trend.     

围填海影响下东海区主要海湾形态时空演变

围填海影响下海湾形态变化能够深刻反映人类活动对海湾自然环境的影响程度,分析海湾形态变化对合理高效地利用与保护海湾资源具有重要意义。研究以东海区12个主要海湾（包括陆域与水域）为研究区,基于20世纪90年代以来6个时期的Landsat TM/OLI遥感影像数据,通过海湾岸线与湾面形态分析东海区主要海湾的变化特征,探讨围填海强度与海湾形态变化之间的相关性。主要结论为：① 1990—2015年,东海区主要海湾岸线总长度共波动增长66.65 km,2005—2010年间海湾开发最活跃,阶段内岸线增长量达38 km。岸线长度三沙湾最大（439 km）,泉州湾最小（105 km）;兴化湾增长最多（54.53 km）,罗源湾缩短最多（25.75 km）。自然岸线与人工岸线长度此消彼长,岸线人工化程度不断加强,东海北部海湾岸线总长度大于南部海湾。② 1990—2015年,东海区海湾岸线共向海推进26.93 km,合1.08 km/a,在1995—2000年及2005—2010年间推进最多,分别达7.10 km和 6.00 km,在1990—1995年间推进量最小,为2.97 km。杭州湾（4.93 km）和兴化湾（4.15 km）岸线向海推进距离最长,厦门湾推进（0.55 km）最短;东海南部海湾岸线迁移量平缓,北部海湾则更为剧烈,是东海区岸线迁移变化的主体。③ 1990—2015年间东海区主要海湾水域总面积由初期的13.85 km2减少至12.29 km2,累积减少11.23 %,海湾形状不断向复杂化演变。其中杭州湾海湾水域面积减少量最多,达到0.726 km2,占研究区的46.69 %。空间上,北部海湾水域面积减少量更大,而南部海湾水域面积减小速率更快。④ 1990年以来,东海区主要海湾人工化指数平均值和岸线开发强度指数均有所上涨,21世纪以来的开发利用度显著提高。南部（闽）海湾的开发利用程度较北部（浙沪）更为深入,北部海湾开发强度的年际波动差异更大。海湾开发强度与海湾岸线长度、人工岸线长度、海湾形态指数呈正相关关系,与自然岸线长度、海湾水域面积呈负相关关系。当海湾开发强度增加时,同时段内海湾围填海活动的强度也显著增加。     

近40年辽东湾北部围垦区内外滨海湿地景观演替特征及驱动力分析

以辽东湾北部区为研究对象,利用1977~2014年Landsat卫星的5期遥感影像作为数据源,通过RS和GIS技术,分析研究区海岸线空间格局变化以及围垦区内外滨海湿地景观的演替路径与模式。结果表明：① 研究期内海岸线长度呈波动增长且整体表现为向海扩张趋势。1985~1993年和2002~2014年是辽东湾北部区海岸带显著发生向陆侵蚀和向海扩张时期,大凌河河口西岸和大辽河河口西岸的自然岸线大量转为人工岸线。② 围垦活动已经使研究区85%的自然滨海湿地转为人工滨海湿地和非湿地,景观破碎度不断增强,但在2002~2014年,芦苇、潮间带盐沼植被在围垦区外围逐渐生长,景观多样性持续增加。③ 在围垦区内部,传统的景观演替路径是自然滨海湿地-内陆盐植/芦苇-水产养殖/耕地-建设用地。然而,由于先进的围垦和快速脱盐技术,滨海湿地景观演替的路径不仅简化而且时间缩短。④ 不同的围垦强度和方式显著地影响区域景观格局的演变。加强保护大辽河西岸由水产养殖到内陆盐植的逆向演替以及双台子河河口两岸的湿地区域,对于区域生态环境改善具有重要意义。     

1996—2015年纽约湾区生态系统服务对景观格局变化的响应

生态系统服务价值对景观格局演变的响应研究已成为地理学、生态学等领域的研究热点。以纽约湾区为研究区,利用1996—2015年土地覆被数据和数字高程数据,采用生态系统服务价值当量估算法、景观格局指数、空间自相关分析等方法,分析1996—2015年湾区景观格局的时空演变规律,定量评估研究区生态系统服务价值,探讨纽约湾区生态系统服务价值对景观格局变化的响应。结果表明：①纽约湾区景观以林地和建设用地为主,其整体变化幅度较小,20年间湿地面积减少约10.94%,而建设用地增长幅度较高,约25.91%。②纽约湾区1996—2015年间ESV总量呈逐步减少,20年间共减少57.83亿元,2000—2005年间下降幅度较大约1.69%。③湾区ESV空间异质性较强,不同地区ESV增减所对应的土地利用转移各有差异。湾区南部热点区多出现湿地增加,而北部则以水域、草地增加为主。湾区西部冷点区多为湿地转林地的现象,而中部冷点区则以建设用地增加为主。④除建设用地外,湾区其余地类均呈现人为干预越少,景观结合度、聚集度越高,越有利于提升湾区整体的生态系统服务价值的规律。⑤纽约湾区ESV强度与土地利用程度（La）的空间关联性较弱,且湾区生态环境质量逐年下降。研究结果希望对世界级大湾区环境资源利用率的提升研究具有借鉴意义。     

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。     

厦门湾城市化过程的人口资源环境与发展调控

首先剖析城市化过程PRED 演变的“五律协同”原理和PRED 演变轨迹的数学概念模型, 在此基础上提出海湾地区城市化过程PRED 演变的“六位一体”宏观调控模型及其指标体系和灰度评估模型; 然后从规划的角度设计海湾地区“六位一体”的调控方案框架, 通过 “六位一体”指标的评估和调控, 确保海湾地区PRED 遵循“五律协同” 原理有序协调地演 进; 最后以厦门海湾为例。厦门城市已进入较高级的发展阶段, 第一产业已基本为第二、第 三产业所替代, 海湾资源的开发利用相当密集, 湾内有中华白海豚、文昌鱼等海洋珍稀物种, 还有以红树林为代表的海洋生态湿地; 经分析评估, 其城市化过程PRED 演变“六位一体” 的灰度值为75.725; 保持PRED 协调演进应加强调控的主要方面是: 保护重要的生态源和海陆之间的生态廊道、防止深水港口岸段和航道的淤积、“控源导流”缩减陆源污染、塑造海湾特色景观和岛链景观、保持港口航运业和滨海旅游业的主导作用并选择性地发展临海工业和海洋新兴产业等。     

1987—2017年海南岛海岸线变化特征遥感分析

利用海岸线、红树林和近海围塘养殖等多个遥感专题信息产品，从岸线年均变化速率、利用率和综合利用程度等方面综合分析了海南岛1987—2017年的海岸线变化特征，并通过典型岸线类型变化探讨了人类活动对海南岛海岸带资源的影响。分析发现：1）海岸线长度总体呈稳定增长趋势。由1987年的1 655 km增至2017年的1 890 km，其中自然岸线持续减少，人工岸线急剧增长。2）岸线类型多样性降低，倾向性明显；而岸线的利用程度不断提高，利用程度综合指数由1987年的237.34增加到2017年的285.03，人类活动对海岸线变迁的干扰作用越来越明显。3）陆海格局变化特征复杂，整体呈向海扩张的态势。多种人为因素共同作用是导致岸线不断变迁的主要原因，人工养殖塘的开发使红树林湿地遭到侵占，生物岸线减少，港口建设、近海人工岛建设等引起砂质岸线等自然岸线减少。     

黄河三角洲滨海湿地的景观格局空间演变分析

利用GIS技术、RS影像和Fragstats3.3等景观统计软件,从景观面积变化、景观斑块特征和景观整体水平格局等方面,对比研究了黄河三角洲2000年和2009年湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明:10 a间黄河三角洲滨海湿地海岸线和陆地面积整体呈增长趋势,天然湿地面积急剧减少,平均分维数大部分降低,湿地景观破碎度降低,多样性和均匀性指数增加,蔓延度指数增加。湿地景观格局指数的变化反映了旱田及水田的大面积种植,盐田养殖业的大力发展以及石油开采等人为活动对景观格局的深刻影响,人类活动已经成为黄河三角洲滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

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。     

Regional agricultural landscape pattern changes along the Yellow River in Henan Province from 1987 to 2002

Agricultural landscape along the riparian zones is designated as important landscape components for partly controlling water quality, biodiversity, as well as for their aesthetic role in landscapes. Therefore, the change of agricultural landscape along the riparian zones is at the top of the agenda for many policy makers and landscape planners. As a basis for conservation management, sufficient information about landscape structure should be provided. In the present study, we reconstructed the former landscape structure and elucidated the changes in landscape patterns during a period of about 15 years. Two sets of maps were used: a landsat-5 TM image (1987) and landsat-7 ETM image (2002). The frequency index, landscape diversity index and landscape fragmentation index were calculated for analyses. The results showed that: (1) the areas of the irrigated land, river, forest and beach landscape classes presented a decreasing trend while the areas of landscape classes of pool, paddy fields, dry land and construction land increased. (2) Disturbed by human activity, landscape diversity index increased but landscape fragmentation index decreased. In short, Human activities have had important influences on agricultural landscape of the riparian zones along the Yellow River in Henan Province.     

地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析

基于GIS技术、景观格局指数、主成分分析和地理探测器的方法,定量分析了1990~2014年甘肃白龙江流域的景观破碎化及其驱动因子。结果表明：1990~2014年甘肃白龙江流域景观破碎化程度先增加后降低;研究期间流域东南部的景观指数变化最为剧烈和复杂,主要是文县和武都区;人类干扰（人类活动强度和土地利用类型）和地形因子（高程、坡度和坡向）对景观破碎化空间分异的影响显著不同,其中人类干扰是景观破碎化空间分异的主要驱动因子。     

基于分形的中国大陆海岸线尺度效应研究

以DEM为基础,并参照卫星影像,提取了不同比例尺下中国大陆海岸线,从海岸地质构造特征和海岸类型角度出发,对我国大陆海岸线整体、沉降隆起岸段和不同类型海岸尺度效应进行分析,并探讨了引起尺度效应差异的地理环境因素。研究表明：(1) 中国大陆海岸线整体分形维数为1.195,岸线长度受测量尺度影响显著,定量刻画海岸线长度不可忽略相应测量尺度;(2)岸线分形受地质构造特征和水动力因素控制明显,隆起段和沉降段海岸线分形维数有着显著差异：辽东半岛隆起段分形维数为1.153,辽河-华北平原沉降段分形维数为1.116,山东半岛隆起段分形维数为1.148,苏北-杭州湾沉降段分形维数为1.177,浙东-桂南隆起段分形维数则达1.239;(3) 海岸线尺度效应同时随海岸类型不同有着显著差异,位于冀北平原和滦河三角洲平原岸段的砂质岸线分形维数为1.109;位于苏北平原的淤泥质岸线分维数为1.056,位于闽东南山地丘陵的基岩海岸线分形维数达1.293。海岸线是陆、海和气界面的交汇线,其分形性质的定量刻画,可为多尺度研究海气、陆气和海陆相互作用提供科学基础。     

向海湿地景观格局变化及其原因分析

以5km为环间距,将向海湿地分割为5个同心圆。选用1980年和2000年遥感影像为基本信息源,在ARC/INFO、ERDAS8.5和FRAGSTATS3.3软件的支持下,对景观指数:斑块密度、平均斑块面积、景观多样性指数和分维数进行分析。结果表明,自20世纪80年以来,向海湿地面积萎缩、斑块破碎化。人类活动强度和自然因子变化幅度的分析表明,湿地变化是人为因子和自然因子共振迭加的结果。要保护湿地,必须控制人类对向海湿地的干扰。     

中国陆地海岸线尺度效应研究(英文)

Spatial scale is a fundamental problem in Geography. Scale effect caused by fractal characteristic of coastline becomes a common focus of coastal zone managers and researchers. In this study, based on DEM and remote sensing images, multi-scale continental coastlines of China were extracted and the fractal characteristic was analyzed. The results are shown as follows. (1) The continental coastline of China fits the fractal model, and the fractal dimension is 1.195. (2) The scale effects with fractal dimensions of coastline have significant differences according to uplift and subsidence segments along the continental coastlines of China. (3) The fractal dimension of coastline has significant spatial heterogeneity according to the coastline types. The fractal dimension of sandy coastline located in Luanhe River plain is 1.109. The dimension of muddy coastline located in northern Jiangsu Plain is 1.059, while that of rocky coastline along southeastern Fujian is 1.293. (4) The length of rocky coastline is affected by scale more than that of muddy and sandy coastline. Since coastline is the conjunction of sea, land and air surface, the study of coastline scale effect is one of the scientific bases for the researches on air-sea-land interaction in multi-scales.     

快速城市化地区海岸线分维动态演变研究——以深圳市为例

以快速城市化地区深圳市为研究区域,以1978、1986、1995和2005年4期Landsat MSS/TM影像为数据源,利用阈值结合NDVI指数法提取海岸线,计算海岸线分维数,系统分析了深圳市多期海岸线分维变化特征,并初步揭示快速城市化地区海岸线分维变化机制,为进～步掌握快速城市化地区人类活动对海岸带变化影响进行了探索与总结.研究结果表明:(1)不同类型海岸的海岸线分维不同,由基岩海岸、人工海岸到淤泥质海岸递减:(2)研究时段内,深圳市东海岸海岸线分维总体降低,西海岸总体上升:(3)人类活动对海岸线分维变化影响显著.人类活动强度与海岸线分维变化程度呈正相关,人类活动方式包括滩涂围垦和填海造地对海岸线的分维变化幅度影响不同,其中滩涂围垦使海岸线分维变化幅度较小,填海造地使海岸线分维变化幅度显著.     

河南黄河沿岸地区景观格局演变

利用1987年和2002年的遥感影像,借助于地理信息系统技术,结合河南黄河沿岸的区域特征,运用景观生态学的基本理论,分析河南黄河沿岸地区景观格局的演变,用于了解在自然过程和人类活动共同作用下的河南黄河沿岸地区景观格局的演变过程及影响机理。结果表明,在研究区域内,水浇地景观类型为占优势的景观类型。1987~2002年景观格局动态变化显著：河流景观、水浇地景观、林地景观和滩地景观类型的面积呈减小趋势,坑塘景观、稻田景观、旱地景观和建设用地景观类型面积则呈增加趋势。景观斑块总数量呈现出略微减少的趋势。景观空间特征表现为景观多样性增加,各景观类型所占比例差异减小。破碎化指数减小,景观整体破碎化程度有所减缓。景观空间构型明显,基本上是以大斑块为主,呈聚集型分布。特别是占优势的景观类型,斑块更加集中连片。自然过程特别是人类活动对河南黄河沿岸地区景观格局的变化有深刻的影响。     

江浙沪地区土地利用变化模拟和景观格局分析

土地利用／覆被变化对于生态系统多样性和区域生态经济系统可持续性具有深远的影响。本文基于地理信息技术,以江浙沪地区土地利用遥感解译数据为基础,采用景观格局分析法分析了江浙沪地区的景观格局特征;运用CA—Markov模型对江浙沪地区土地利用时空变化进行了模拟。1980-2005年期间,江浙沪地区景观格局变化特征是建设用地增加迅速,耕地集聚减少,建设用地增加主要来自耕地转移,其贡献率达到93．11％。各类斑块类型的破碎度提高;林地和建设用地斑块平均分维数增加,斑块形状趋于复杂,斑块空间分布趋于集中。总体景观破碎度不断提高,景观多样性和景观异质性增加,景观均匀度有所提升：2005年CA—Markov模型模拟结果和遥感解译数据具有高度一致性,Kappa指数达到91％,2010年和2015年模拟结果显示,耕地减少和建设用地增加趋势显著,耕地和林地的减少呈加速状态,建设用地增加的速度降低。未来发展需提高土地利用效率和注重生态格局安全,在提高城市化水平的同时又能兼顾生态保护,以提高区域可持续发展能力。     

基于3S技术的内蒙古乌审旗景观格局研究

以乌审旗2005年30 m分辨率的TM遥感影像为基本数据源,在ArcView和ArcMap支持下,得到乌审旗景观分布格局图,并对景观单元特征指数、斑块形状指数、斑块数破碎化指数、斑块分维数、景观异质性指数进行统计分析。结果表明,在乌审旗21 495个景观斑块中,斑块数目最多的为沙地景观,共有10 357块;总面积最大的也是沙地,为6.28×109m2;水域景观总面积最小,仅为5.36×107m2;平均面积最大的是工矿用地,为4.26×106m2;景观斑块密度最大的是耕地。各类斑块形状均较复杂,近圆度极小,居民点由于受到人为规划的影响呈现明显的几何形状特点,故景观形状指数最小;随着人类干扰强度的增加,从自然景观、半自然景观到人工景观,多样性指数、破碎化指数均依次减小,景观多样性指数沙地最高、工矿用地最低;居民点的优势度指数最高,其均匀度指数最低;整个研究区各景观分数维值均小于1.4,景观的自相似程度比较高。     

中国沿海陆地自然保护区景观连接度评价

人类社会发展进入人新世时期,以人类活动为主导的高频率干扰和自然资源的高强度开发对生态环境造成严重威胁,提升自然保护区的景观连接度是缓解和应对外界干扰的关键手段之一。传统意义上景观连接度研究侧重于景观基质对物种迁徙的累积负向阻碍作用,评价体系中忽略了生物多样性对物种迁徙的正向支持作用。本文以中国沿海省份作为研究区域,将生物多样性空间分布作为生态系统关键功能的表征,并将其纳入景观连接度评价体系,构建了生态廊道的连通适宜性及生态支持力二维评价新方法,进一步分析人类活动干扰和物种空间分布对自然保护区景观连接度的影响。研究结果表明沿海地区人类活动对景观连接度的影响存在明显的边缘效应,即自然保护区边缘地带的人类干扰范围（46.46%）明显高于其内部区域,人类活动干扰使保护区面积减少约720.25 km²,且造成廊道起点和终点位置的改变。自然保护区边缘地带人类干扰导致了研究区域内95条廊道的连通适宜性下降;78条廊道的生态支持力有明显提升,“一降一升”的评价结果能有效地衡量景观基质对物种迁移的支持能力变化。基于景观基质阻碍和促进作用的二维评价可为中国未来自然保护区连通性和生物多样性保护提供更为全面的时空格局动态变化模拟,为优化自然保护区空间布局提供更为完善的景观连接度评估新方法。