西部干旱区生态景观格局动态分析

以1982～2000年NQAA气象卫星数据为基本信息源,在AIRC／INFO支持下,将遥感影像进行分区切割,按海拔进行分类,通过对景观优势度指数、斑块密度、边缘密度和分维数等指数的计算,对西部干旱区近20年以来的景观动态特征进行了全面分析,结果表明：各类景观类型所占比例差异较大,沙漠、戈壁无植被区景观类型在本区生态景观中优势度最大,占支配地位,绿洲作为斑块镶嵌于其上;近20年,平原地区的中覆盖度草地和高覆盖度草地在研究区所占的百分比呈明显下降趋势,而绿洲所占比例呈上升趋势,表明这两类植被有相互转换的关系;平原丘陵区的自然景观斑块分维数在增长,绿洲景观类型斑块的分维值在减小,斑块形状趋于规则化。西部干旱区气候变化及人类活动已成为本地区生态景观格局变化的重要因素。     

宁夏沿黄人工绿洲农田格局对景观多样性的影响——以卫宁平原灌区为例北大核心CSCD

景观多样性是度量区域生态系统(土地利用/覆盖)类型数量和面积比例的集成指数,是景观生态学研究中使用频率最高的指数。农田作为干旱半干旱区人工绿洲的主要景观组成类型,是近半个世纪绿洲空间结构研究的焦点。本文采用2020年30 m分辨率的土地利用/覆盖数据,借助地理探测器模型的空间分异因子解释力(q统计量)和Moving Window法分析了宁夏沿黄人工绿洲卫宁平原灌区农田格局对景观多样性的影响。结果表明:宁夏沿黄平原区景观多样性(LDI)变化受到了农田总面积(CA)和最大农田斑块指数(LPI)的显著影响,但是它们与斑块间距离(Enn_mn)和斑块类型周长-面积分维数(Pafrac)的交互作用更显著,大于其单独影响。农田总面积和最大农田斑块指数不同级别对LDI都有显著影响;斑块间距离和斑块类型周长-面积分维数分别为67~801 m(q>0.05)和0.142~1.060时对景观多样性影响差异不显著,不在此阈值范围内则对景观多样性有显著影响。     

干旱区绿洲扩展过程中的景观变化分析

绿洲化过程中的景观变化和尺度效应是景观生态学研究的热点之一。针对这一目标以黑河中游张掖绿洲为研究区域,应用“3S”技术的缓冲分析方法,以绿洲标志景观类型农田、林地和湿地为核心,确定了不同时期绿洲范围并划分了老绿洲区和新增绿洲区。在此基础上,从景观组成动态和斑块连通度的尺度依赖特征两个方面分析了绿洲化过程中的景观变化机制和尺度效应。研究结果表明,绿洲化过程是以农田和建设用地斑块动态为主要特点。主要表现为：在不同的分区中,农田斑块以总面积和最大斑块指数增加为特点,说明农田斑块趋向集中连片分布;建设用地斑块总面积、斑块密度和最大斑块指数等3个指标都为增加,在景观上呈星点状扩张分布。老绿洲与新增绿洲的比较分析显示,新增绿洲的建设用地面积增加速率小于老绿洲,而农田面积的增加速率大于老绿洲。从景观斑块连通度的尺度依赖特点来看,在老绿洲中景观斑块类型的空间尺度依赖规律明显,但在时间尺度上的变化不显著;在新增绿洲内,林地、水域和建设用地的尺度依赖性比老绿洲高,其中林地、建设用地的空间变化规律明显,在时间尺度上无明显的差异;而水域斑块的尺度依赖性1985年高于2006年。     

石羊河上游林区景观空间邻接特征及生态安全分析

在干旱区山地,荒地斑块特征可反映植被的破碎化及退化状况,农田斑块特征可反映自然植被景观受农田开垦的威胁程度,而其它景观类型与这两种类型斑块的邻接特征可间接反映这些类型潜在的植被退化风险大小或受农田开垦的威胁程度。以Landsat/TM及林相图作为数据源,在桌面GIS下解译出石羊河上游的哈溪林区各景观类型,计算了各景观类型与荒地和农田的空间邻接长度和数目比例,并利用缓冲区分析方法计算了荒地和农田对各景观的影响面积。在此基础上通过计算各类型植被退化风险大小和受农田开垦的威胁程度,定量分析了研究区各景观类型的生态安全性。结果表明：灌丛和草地与荒地的邻接边长和数目较大,由放牧活动引起的植被破碎化和退化的风险较大,而乔木林种与农田的邻接长度、数目较大,受农田开垦的威胁较为严重;景观整体植被退化的风险（0.28）高于受农田威胁程度（0.11）;各类型植被退化风险值的差别不明显,但灌丛草地相对较高,而各乔木林种受农田开垦的威胁程度明显高于灌丛和草地;基于景观类型空间邻接的生态安全评价分析可以初步反映干旱区山地景观受人类活动影响的威胁程度。     

青海玉树藏族自治州景观结构时空变化的分析

本文利用1987、1997和2007年遥感数据,结合野外调查,以玉树藏族自治州为例,研究20年来景观空间格局的时空变化特征。结果表明,研究区草地景观面积减少,农田和荒地增加;草地斑块的分布越来越分散,斑块面积减小。草地和森林植被是玉树藏族自治州主要的植物资源景观,草地的连通性比较高;人为干扰和气候的变化是研究区景观时空变化的主要原因。研究结果为该区域生态保护对策的制定和环境的可持续发展管理提供了理论依据和技术的指导。     

近35 a内蒙古阿拉善盟绿洲化过程遥感分析

 绿洲是干旱区人类活动的高度聚集区,它的时空格局变化对社会经济发展有着至关重要的影响。以1975年至2010年间5期Landsat系列数据为信息源,通过目视解译提取阿拉善盟绿洲信息,在GIS空间分析功能的支持下,对绿洲时空格局变化进行了分析。研究结果表明,阿拉善绿洲按面积大小分布依次为:阿拉善左旗、额济纳旗和阿拉善右旗;1975—2010年间,阿拉善绿洲面积变化总体上呈先缩小后增长的趋势;其中草地的变化量最大,占整个绿洲变化面积的64.92%;研究区绿洲主导景观类型为天然草地,并且35 a内没有发生变化。     

基于RS和GIS的艾比湖区域景观格局动态变化研究

以生态环境脆弱的艾比湖区域为研究对象,基于1990、2001年和2007年3期Landsat TM/ETM+遥感数据资料,采用支持向量机（SVM）方法,进行景观分类与制图,利用ArcGIS制作了艾比湖区域的景观类型转移矩阵及转移过程空间格局图,定量研究了艾比湖区域1990—2007年景观格局的时空变化特征,同时分析了景观类型转入/转出贡献率。结果表明：①在整个研究时段内耕地的面积在不断增加,其中2001—2007年间耕地的年平均变化率为6.79%。未利用地的面积有所减少。②在转入和转出过程中,耕地和草地之间的转化比较明显;城乡建设用地的增加,主要是由耕地和未利用地转化而来的;生命支持能力脆弱的未利用地与草地之间的转换较为密切。③绿洲景观有整体向东迁移的趋势;林地在2001—2007年间迁移的距离最远,为6.1450 km。④景观类型转入贡献率占优势的为耕地,转出贡献率占优势的为未利用地。     

三江平原抚远县景观格局变化研究

基于RS和GIS技术,应用集成地形图与遥感影像(MSS和TM)数据,获得抚远县6期景观类型图;通过计算各景观类型的相对变化率、转入和转出贡献率,应用景观格局分析方法,对1954~2005年三江平原抚远县湿地农田化过程进行分析。结果表明,1986年以后,耕地成为抚远县面积最大的景观类型;1954~2005年,各景观类型中耕地的相对变化率最大,1995~2000年间其相对变化率达到10.50;湿地的相对变化率在1976~1986年最大,为1.31%,湿地转出变为耕地的贡献率较大,这主要是湿地大面积被开垦为耕地的结果。景观指数在过去50多年间都发生了明显变化,最大景观形状指数(LSI)出现在1995年,为36.99;最大Shannon多样性指数(SH-DI)出现在1986年,为1.45;最大斑块聚集度指数(CONTAG)和斑块指数(LPI)出现在2005年,分别为64.14和53.35;最大斑块周长—面积分维数(PAFRAC)出现在1954年,为1.54。大规模农业开发与景观指数变化规律存在密切关系。     

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。     

基于景观的干旱区城市热岛效应变化研究——以乌鲁木齐市为例

尝试将景观生态学的方法应用到热岛效应研究中,以绿洲城市乌鲁木齐市为典型研究区,基于1987—2005年间景观变化开展城市热岛效应时空变化分析。在地表温度反演和景观分类的基础上,通过划分温度景观类型,计算景观指数,构建温度景观评价体系\.结果显示,近20 a来,研究区温度景观的多样性指数由1.0395持续增加至1.2834,破碎度指数由0.1092先增至0.1834,后减到0.1616,聚集度指数也由58.9862持续降至48.9043,反映了温度景观的异质性和破碎化程度在增加,斑块呈现密集格局。在城区内部,各类城乡建设用地温度景观在1987年至1999年呈现高度破碎,到2005年部分碎片聚合,特高温城乡建设用地在此过程中变化尤为显著,热中心由热碎片形成了热团块,趋于稳定趋势。     

Quantifying landscape structure of the Heihe River Basin, north-west China using FRAGSTATS

We have compiled landscape map of the Heihe River Basin based on the land-use map using geographic information systems. A total of six ecoregions was delineated. Various landscape metrics of each zone, including area, patch density and size, edge, shape, nearest-neighbor, diversity, and contagion and interspersion metrics were calculated using the landscape structure analysis program FRAGSTATS. The results indicated that the landscape pattern of the Heihe River Basin is mainly controlled by the distribution of water resources. The landscape structure in the mountainous area of the Heihe River Basin shows a high continuity and complex patch shapes. The landscape structure of the oasis area shows the most complex landscape structure, the richest patch types, and the highest diversity. The oases are distributed along rivers and artificial channels, and are heterogeneous mosaics embedded in the desert landscape matrix. The landscape structures of oases in different zones vary greatly. In the oasis zone in the Hexi Corridor, the artificial oasis, dominated by irrigated farmland, is one of the most important landscape elements. Conversely, in the Ruoshui River Delta zone, the patches are fragmented and the landscape is easily disturbed. In the transitional belt between oasis and desert, the patch types are meadow, salinized meadow, salt desert, and marsh, which are fragmented and distributed in clusters. These patch types reflect the biodiversity in the arid region and play an important role in resisting the desertification in the area, suggesting they must be protected carefully. In the desert area, such as the northern Alxa High Plain, the bare gobi is a landscape matrix with absolute dominance and very high contagion, while other landscape types in the zone are heterogeneous mosaics embedded in the matrix with very small percentage.     

荒漠绿洲植被变化与景观格局耦合关系的研究--以新疆三工河流域为例

以三工河流域为例,讨论了荒漠绿洲植被变化与景观格局的耦合关系.结果表明:(1)荒漠绿洲景观格局最明显的特征是植被变化,其通过地貌、水资源利用、河流廊道或排碱渠等景观要素的变化对植被产生影响;随着景观格局的变化,流域内的植丛高度、盖度及生物量均表现出较大变异性.(2)以河流廊道为核心,通常荒漠绿洲景观格局呈带状分布且由内向外,随水热条件的改变,植被类型由乔灌木林依次向灌丛草甸、盐化草甸、荒漠化草甸和荒漠层次结构过渡.(3)人类活动影响强烈的景观要素,其缀块多样性、破碎度、分离度和缀块密度等指数的值较高,而人类活动影响较小的,其优势度和均匀度较高.(4)各景观要素的稳定性不同,通常自然缀块的稳定性高于人工缀块,其排序为:荒漠>砾石地、沙地>城镇工矿用地>水体>灌溉水田>牧草地>菜地>林地>农村居民点>盐碱地>荒草地>水浇地>果园.     

内蒙古半干旱草原下垫面地表辐射特征

中纬度半干旱草原是全球陆地生态系统的重要类型之一,也是我国北方主要的地表类型,为深入了解我国半干旱草原区陆面对大气的辐射强迫,选取锡林浩特国家气候观象台2010年的辐射观测资料,分析了内蒙古半干旱草原下垫面地表辐射平衡各分量、地表吸收辐射和有效辐射以及地表反照率的日变化和季节变化规律,并与西北典型干旱区作了对比分析。结果表明：半干旱草原区太阳总辐射季节变化特征非常明显,季节平均日积分值由大到小依次为夏季、春季、秋季、冬季,年总量为6 036.64 MJ/m²,与黑河地区绿洲接近,明显小于戈壁和沙漠下垫面的值;半干旱草原地表反射辐射年变化趋势较为复杂,在4～10月由于下垫面植被和土壤类型、湿度等的差异,半干旱草原地表反射辐射月平均值低于黑河地区草地和荒漠的值,但高于农田的值;地表吸收辐射季节变化规律与总辐射保持一致;大气长波辐射年总量为8 155.23 MJ/m²,低于黑河地区草地、荒漠和农田下垫面的值,主要是由于半干旱草原区地理纬度较高,全年平均气温较低造成的;在植被覆盖较好的6～9月,半干旱草原区地表长波辐射月总量为4 532.14 MJ/m²,低于黑河流域的荒漠区,而高于草地和农田的值;半干旱草原区地表有效辐射年总量为2 398.75 MJ/m²,小于黑河地区沙漠和戈壁下垫面而大于绿洲;半干旱草原区地表反照率年均值为0.35,均大于西北干旱区不同下垫面,主要由于半干旱草原区冬春季地表积雪覆盖时间明显长于干旱区,可见,地表积雪对反照率的影响非常大。     

Landuse/landcover changes in Zhangye oasis of Hexi Corridor

Taking two false color composite Landsat 5 TM (Thematic Mapper) images of band 4,3,2 taken in 1995 and 2000 as data resources, this paper carried out study on LUCC of Zhangye oasis in recent five years by interpretation according to land resources classification system of 1:100,000 Resources and Environmental Database of the Chinese Academy of Sciences. The results show that great changes have taken place in landuse/landcover in Zhangye oasis since 1995: (1) Changes of landuse structure show that cropland and land for urban construction and built-up area increased, on the contrary, water area and grassland decreased. These changes reflect the deterioration of eco-environment and the acceleration of urbanization, and also indicate the problems existing in the arrangement of water and land resources between the upper and lower reaches of the Heihe River. (2) Regional differences of landuse/landcover are evident, characterized by following aspects: in Sunan County located in Qilian Mountain area, unused land and grassland decreased, but cropland and land for urban construction and built-up area increased. In Minle and Shandan counties located in foothills, unused land, water area and cropland decreased, but grassland and land for urban construction and built-up area increased. In Zhangye City, Linze County and Gaotai County located in plain area of the middle reaches of the Heihe River, unused land, water area and grassland decreased, while woodland, cropland and land for urban construction and built-up area increased.     

河西走廊张掖绿洲土地利用/土地覆盖变化特征

Taking two false color composite Landsat 5 TM(Thematic Mapper)images of band 4,3,2taken in 1995 and 2000 as data resources,this paper carried out study on LUCC of Zhanye oasis in recent five years by interpretation according to land resources classification system of 1∶00,000 Resources and Environmental Database of the Chinese Academy of sciences.The results show that great changes have taken place in landuse/landcover in Zhangye oasis since 1995:(1)Changes of landuse structure show that cropland and land for urban construction and built-up area increased,on the contrary,water area and grassland decreased.These changes reflect the deterionration of arrangement of water and land resources between the upper and lower reaches of the Heihe River.(2)Regional differences of landuse/landcover are evident,characterized by following aspects:in Sunan County located in Qilian Mountain area,unused land and grassland decreased,but cropland and land for urban construction and built-up area inreased.In Minle and Shandan counties located in foothills,unused land,warer area and cropland decreased,but grassland and land for urban construction and built-up area increased.In Zhangye City,Linze County and Gaotai County located in plain area of the middle reaches of the Heihe River,unused land,warer area and grassland decreased,while woodland,cropland and land for urban construction and buile-up area increased.     

滇西北高原湿地区土地利用变化特征

湿地景观格局的动态变化与区域土地利用/覆盖格局的变化有着十分紧密的联系。以纳帕海、碧塔海和属都湖三块高原湿地所在的云南省香格里拉县建塘镇为例,在遥感和GIS技术的支持下,对该区域1974、1987和2000三期Landsat TM(ETM)影像进行了解译,分析了26 a间的土地利用/覆盖变化规律,并结合景观格局动态分析的方法,借助FRAGSTATS软件定量分析了该区景观格局特征及其动态变化。结果表明:该区土地利用/覆盖状况变化显著,主要土地利用/覆盖类型有林地以822 hm2/a的速度在大面积减少,并主要转为灌木林地,使得后者在26 a间扩大高达17倍,变化幅度最大。建设用地和耕地的面积分别扩大了6倍和2倍,而草地和雪地面积持续减少。相应地,该区景观格局定量分析显示,有林地的斑块密度增大而平均斑块面积减小迅速,呈破碎化趋势,灌木林地的斑块密度、平均斑块面积均增加,草地则与之相反均减小,耕地的斑块密度降低而平均斑块面积增加,在不断融合成大斑块,其余各景观单元斑块密度增大平均斑块面积减小,同时各斑块几何形状在1987年变化最剧烈,景观格局趋于复杂。     

土地利用结构的景观生态学分析——以甘肃省为例

采用景观生态学中“斑块—廊道—基质”模式和景观指数对甘肃省土地利用结构进行了研究。结果表明:①土地利用结构根据基质的土地利用类型可以分为4种类型:天水市、定西市、平凉市、临夏州以耕地为基质;陇南市以林地为基质;兰州市、白银市、张掖市、庆阳市、甘南州以牧草地为基质;嘉峪关市,金昌市,酒泉市,武威市则以未利用地为基质。②在自然地理分异背景的控制下,土地利用结构类型在空间分布上具有明显的差异性。③土地利用结构的异质性既具有均质化方向上的,也具有异质化方向的,但总体上变化不大。④虽然最大斑块在空间上差异明显,但时间上的变化不显著。⑤土地利用结构中最小斑块均为园地,除了平凉市和天水市的变化明显且呈递增的趋势外,其他市(州)增长比例都较小。⑥林地在空间上和时间上都是变化最大的斑块,其次为耕地和牧草地。     

Land Cover Status in the Koshi River Basin,Central Himalayas

The Koshi River Basin is in the middle of the Himalayas, a tributary of the Ganges River and a very important cross-border watershed. Across the basin there are large changes in altitude, habitat complexity, ecosystem integrity, land cover diversity and regional difference and this area is sensitive to global climate change. Based on Landsat TM images, vegetation mapping, field investigations and 3S technology, we compiled high-precision land cover data for the Koshi River Basin and analyzed current land cover characteristics. We found that from source to downstream, land cover in the Koshi River Basin in 2010 was composed of water body (glacier), bare land, sparse vegetation, grassland, wetland, shrubland, forest, cropland, water body (river or lake) and built-up areas. Among them, grassland, forest, bare land and cropland are the main types, accounting for 25.83%, 21.19%, 19.31% and 15.09% of the basin’s area respectively. The composition and structure of the Koshi River Basin land cover types are different between southern and northern slopes. The north slope is dominated by grassland, bare land and glacier; forest, bare land and glacier are mainly found on northern slopes. Northern slopes contain nearly seven times more grassland than southern slopes; while 97.13% of forest is located on southern slopes. Grassland area on northern slope is 6.67 times than on southern slope. The vertical distribution of major land cover types has obvious zonal characteristics. Land cover types from low to high altitudes are cropland, forest, Shrubland and mixed cropland, grassland, sparse vegetation, bare land and water bodies. These results provide a scientific basis for the study of land use and cover change in a critical region and will inform ecosystem protection, sustainability and management in this and other alpine transboundary basins.     

塔里木河上游典型绿洲景观变化及其生态效应分析

塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其景观空间格局随水土资源开发程度而发生的变化。本研究以景观生态学的前沿理论和方法为指导,借助于3S技术,在现代绿洲荒漠陆地生态系统研究成果的基础上,较系统的分析了1990—2000年塔里木河上游地区阿克苏-阿瓦提绿洲景观格局变化,同时对其生态效应进行探讨。研究表明,10 a间研究区景观变化显著,农田增加了约10万hm2,居民点、盐碱地景观也均有大面积增加,草地、林地、水域、湿地景观都有不同程度的减少;整个地区景观多样性指数由1.40714减小到了1.40361,均匀度指数由0.64041减小到0.63601,均呈逐渐变小的趋势,体现了当地景观异质性程度下降。优势度指数由0.7901上升到0.7936、破碎度指数由0.0660上升到0.0778,人类对生态景观的干扰程度不断增强。同时,人类活动在改造和利用景观的同时带来了一系列不良的生态效应。