喀斯特乡村土地利用景观的粒度效应

尺度效应是景观生态学研究的热点。为探究小尺度不同地貌景观粒度特征,基于2018年法国Pleiades卫星解译的土地利用数据,以贵州省喀斯特中山、峰丛峡谷、低山丘陵、峰丛洼地4种喀斯特地貌的典型乡镇为例,从斑块类型水平和景观水平两个方面研究乡村土地利用景观的粒度效应。结果表明:4个不同地貌的乡镇斑块数量、斑块密度和斑块形状指数随粒度增加均呈现出下降的趋势,而随粒度增加,斑块所占景观面积变化不突出。香农多样性指数和香农均匀度指数的尺度依赖性较弱,聚集度、连接度、蔓延度和分离度的尺度依赖性较强。不同景观类型的斑块指标粒度效应存在差异,不同地貌乡镇的斑块指标和景观指标的粒度效应存在差异。喀斯特特色地貌背景下,人类活动作用下的土地利用结构特点是形成喀斯特乡村土地利用景观粒度变化特征的重要因素。     

生态斑块粒度效应研究——以长三角地区无锡市为例

从人为干扰明显、生态性脆弱、幅度范围在1 000km2的角度出发,该文选取了长三角地区无锡市为研究对象。通过采用多因子加权叠加模型方法获取了研究区的生态斑块,借助景观指数等探讨了生态斑块粒度效应及其临界变化情况。结果表明:1)以生态斑块为研究斑块类型时,类型水平景观指数、景观水平指数和面积变化指数均具有明显粒度效应,并存在临界粒度和尺度域现象。2)三类指数的临界粒度一致为粒度2,即实际为60m;尺度域分别为(2,30)、(2,10)和(2,10),综合尺度域为(2,10),即实际为60～300m,是符合研究区特性的尺度域。在该尺度域范围内,指数粒度变化响应曲线变化平稳,蕴含的生态过程较为相似,进行尺度推绎具有可行性。     

空间粒度变化在时间序列上对景观指数的影响——以环洱海区域为例

以环洱海区域为例,对1990,2000,2009,2014年不同传感器的Landsat遥感数据进行监督分类,在此基础上计算1990—2014年尺度在35~200 m范围内的空间粒度上25种景观指数的变化情况,并结合各指数在此时间序列上的变异系数、粒度效应曲线和函数拟合模型进行空间粒度效应的探讨。结果表明:(1)景观指数在空间粒度序列上的响应类型分为无规律型、上升型、下降型和稳定型4类;(2)在5类景观指数中,多样性类指数对空间粒度变化不敏感;(3)在时间序列上,大部分指数的年度变化规律因粒度变化而明显改变,直接影响景观格局变化研究的结果;(4)多数面积/边缘类指数、形状类指数和聚集类指数的线性拟合度良好,适合进行粒度上推绎预测。     

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     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析(英文)

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

苏州下垫面格局演变及其局地热环境效应

以苏州为研究区域,选择1986年Landsat TM、2006年Landsat ETM+遥感图像为主要数据源,分别提取下垫面类型和地表温度,研究景观格局指数的粒度效应,并在适宜粒度下分析景观格局的演变特征,进而研究其与热环境变化之间的关系。结果表明,研究区20多年来景观破碎化程度、斑块形状复杂程度与景观多样性变大,而聚集程度变低,热场变异指数增大区域的景观格局指数变化更为明显,这说明下垫面格局演变对热环境变化具有一定的影响作用。     

滨海开发带景观格局指数的尺度效应及对土地利用变化的响应——以江苏省大丰市为例

以江苏省大丰市为例,基于景观生态学方法,从斑块类型和整体景观两个水平研究了滨海开发带景观格局指数的尺度效应及其对土地利用变化的响应。结果表明:斑块水平上,耕地、水域及水利设施用地是对尺度变化较为敏感的用地类型;斑块密度、斑块结合度指数、斑块聚集度指数、有效网格大小、面积加权平均形状指数是对尺度变化较为敏感的指数。景观水平上,不同转换尺度形成的土地利用景观的空间异质性差异不大;各景观指数随尺度增加均呈现出下降的趋势,其变化可用指数函数或二项式函数进行拟合。2008年以来土地利用变化使景观的丰富度和结构的复杂性有所提升,景观斑块的破碎度、连通性和聚集性降低,分离度增大。总体上滨海开发带土地利用变化使研究区景观格局更加合理,生态稳定性进一步增强。     

长沙市土地利用格局变化的空间粒度效应

基于2003年、2006年、2009年及2013年的遥感图像对长沙市土地利用进行分类,在ArcGIS 10.0、ENVI 4.8、Fragstats 4.0和Excel 2007软件的支持下,通过上推尺度像元的比例占优法改变空间粒度,从类型水平和景观水平上分析了土地利用格局变化的粒度效应。得出以下结论：① 类型水平上,随着粒度的增大,各土地类型的指数呈现出3种变化趋势:增大、减小及无明显规律;随着时间的变化,空间粒度越小,对斑块密度及斑块形状指数变化的影响越明显。空间粒度越大,对斑块结合度和斑块集聚度变化的影响越明显。② 景观水平上,随着粒度的增大,蔓延度指数先减小后基本不变;香农多样性指数和香农均匀度指数缓慢减小;随着时间的变化,蔓延度指数呈减小的趋势,香农多样性指数和均匀度指数呈增大的趋势。90 m是本研究中分析空间粒度的最佳值。     

丘陵山区土地利用的景观空间格局与农业景观生态设计

通过对2002年TM遥感影像(4、3、2波段)的解译并结合土地利用现状图,首先在区域尺度上将研究区(咸宁市)划分出六类农业景观生态功能区,据此又将农业景观类型在不同尺度上划分为广域型景观和镶嵌型景观,其中广域型景观19个,镶嵌型景观(单元)类型36个.在GIS的支持下实现了景观类型图的编绘和空间格局分析,结果显示:(1)中山地天然林区多样性指数最低,为0.111,破碎度指数也最低,为0.016,反映该区景观类型单一,山地林地景观面积和规模较大;而山间盆地农林牧区最高,为0.932,反映该区景观类型多,人类土地利用受地形影响较大;(2)平原高产农业区均匀度指数最高为0.755,反映该区土地利用方式主要受人类控制而有规律分布;(3)低山地用材林区优势度指数最高为0.990,反映该区既受自然条件控制又受人类活动影响,但自然条件占主导;(4)岗台地农林渔区和平原高产农业区破碎度指数较高分别为0.028、0.029,反映该区每类景观面积规模不大,但呈有规律相间分布的特点.在此基础上,根据研究区景观空间格局与自然环境特征,结合生态过程和社会经济需求,提出了该地区农业景观设计的目标和不同类型农业景观的生态设计模式.     

基于最佳分析尺度的广州市景观格局分析

利用遥感、GIS技术和指数分析软件确定最佳分析尺度,对广州市景观格局进行量化研究。对14个不同粒度的栅格图分别进行35个相关指数运算,根据15个敏感指数确定最佳分析尺度为120 m;选取空间组成和空间构型两方面的系列指数,在此尺度下对研究区域进行指数运算和格局分析。研究结果表明:广州是以林地、水田和旱地为主要景观类型的复合景观结构,优势景观明显,3种主体景观类型集中连片、分布广泛;建设用地比例比全国平均水平偏高;建设用地和水库坑塘斑块密度大,平均斑块面积小,景观破碎度较高。景观格局的量化受尺度效应影响,表现出空间异质性的尺度依赖性,因此在格局分析时需选择最佳分析尺度,突出格局的尺度性。     

汕头市土地利用空间格局的景观生态学分析

根据不同利用类型土地生态效应的异同,对汕头市2003年1∶1万比例尺土地更新调查数据的土地分类系统进行调整,将全部土地景观划分为耕地、林地、园地、草地、居民点及工矿、交通、裸土地和水域等8类.在GIS的支持下,提取各类型土地景观斑块的数目、面积和周长等信息,据此对斑块景观的数量、面积和形状等特征,以及区域景观的多样性、均匀度和优势度,集中性和区际意义等进行分析,从而总结出全市范围及六区一县土地利用空间格局的景观生态学特征.     

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。     

土地利用景观格局空间尺度效应研究

城市土地利用景观格局研究对城市规划设计和土地资源管理具有重要的理论价值和现实意义,而研究尺度的选择是其必不可少的部分。本文基于景观生态学方法,以武汉市为研究区域,选取聚集分散指数、斑块类型指数、形状指数三种类型指数对土地利用景观格局进行分析,同时引入层次分析法,研究武汉市土地利用景观格局的空间尺度效应及其响应特征,结果表明武汉市土地利用景观格局具有明显的空间尺度效应,随着空间尺度的增大,景观破碎程度增大,景观分布越来越分散,景观异质性减小,斑块之间连接度越来越弱。在此基础上,建立最佳尺度选择模型,并基于分型理论对最佳尺度的合理性进行验证,最终得出武汉市土地利用景观格局研究的最佳空间尺度为60 m。     

Land use change of Kitakyushu based on landscape ecology and Markov model

Based on four phases of TM images acquired in 1990, 1995, 2000 and 2005, this paper took Kitakyushu in Japan as a case study to analyze spatial change of land use landscape and corresponding effects on environmental issues guided by landscape ecology theory in virtue of combining technology of Remote Sensing with GIS. Firstly, land use types were divided into 6 classes (farmland, mountain, forestland, water body, urban land and unused land) according to national classification standard of land use, comprehensible ability of TM image and purpose of this study. Secondly, following the theory of landscape ecology analysis, 11 typical landscape indices were abstracted to evaluate the environmental effects and spatial feature changes of land use. Research results indicated that land use has grown more and more diversified and unbalanced, human activities have disturbed the landscape more seriously. Finally, transfer matrix of Markov was applied to forecast change process of land use in the future different periods, and then potential land use changes were also simulated from 2010 to 2050. Results showed that conversion tendency for all types of land use in Kitakyushu into urban construction land were enhanced. The study was anticipated to help local authorities better understand and address a complex land use system, and develop improved land use management strategies that could better balance urban expansion and ecological conservation.     

基于不透水表面指数的城市地表覆被格局特征——以深圳市为例

以遥感数据进行土地利用/覆被分类为基础,利用景观格局指数研究快速城市化地区地表覆被格局变化时,面临两大难题,即① 混合像元影响分类的精度存在不确定性,直接影响格局分析结论的可靠性;② 景观格局指数,难以有效分析城市内部局部地区景观格局演变过程的变化特征。针对上述关键问题,本文以不透水表面组分表征城市的主体景观,运用地统计学及剖面线方法分析深圳市地表覆被格局的空间分异及其演变特征。结果表明：① 1990-2005 年,深圳地表覆被空间格局经历了分散-单中心聚集-多中心分散-多中心聚集的演变过程,在经历了东西-西北东南-东北西南-南北方向的发展过程后,景观整体的自相关程度高,空间梯度差异小。1990 年的不透水表面组分比2005 年低20%~40%,并且早期局地变化波动较大,后期变化波动明显减小。在局地空间演变上,老城区变化小,新城区及工业区变化大,城市不透水表面的局地空间差异性显著缩小。② 城市不透水表面具有显著的梯度特征,在空间上主要呈现连续渐变的特点,因而在格局分析方法上,地统计学与剖面线方法可以同时从整体和局地两个层次对空间格局演变进行有效刻画。     

廊道式工程建设对沿线地区景观格局的影响定量研究

应用景观格局指数分析法,对比分析了西气东输豫南支线管道工程施工前后管线两侧缓冲区范围内景观格局动态。研究表明:管线建设将会引起管线附近区域土地利用发生转移;在3000m缓冲区范围内存在影响强度变化拐点,且斑块聚集度指数变化对管线建设的影响较为敏感;在类型水平上不同缓冲区多数景观指数之间没有显著性的差异,景观格局变化趋势类同;从景观水平上格局变化很难看出管线建设对沿线景观格局产生影响,但在类型和景观水平上各景观指数变化对工程建设的敏感程度不同。     

广州市土地覆被格局异质性的尺度与等级特征

基于SPOT遥感数据源形成广州市土地覆被类型图,在中心城区选取互相垂直的南北和东西两条样带,用Fortran编程计算各样带在125m、250m、500m和1000m 4个幅度下的景观多样性指数,以及Moran I、Geary C系数和半变异函数。再将样带分别自北向南和自西向东等间距划分,形成一系列面积相等的区域,计算各区域以及样带整体上的多样性指数的尺度方差。结果表明,土地覆被景观多样性在不同的研究幅度下都存在正的空间自相关性,并具有方向性。尺度方差结果显示,尺度方差与尺度和幅度都有关,随着研究尺度增大,尺度方差都呈下降之势,而随幅度增大,尺度方差并非单调变化。如125m和250m两种幅度时,方差随着尺度增大而减少。尺度方差结果进一步揭示研究样带上土地覆被存在多尺度等级结构,并且具有方向性特点,同时也反映尺度方差不失为景观异质性研究的一种有效方法。     

基于景观生态学和马尔可夫模型的日本北九州土地利用分析

Based on four phases of TM images acquired in 1990, 1995, 2000 and 2005, this paper took Kitakyushu in Japan as a case study to analyze spatial change of land use landscape and corresponding effects on environmental issues guided by landscape ecology theory in virtue of combining technology of Remote Sensing with GIS. Firstly, land use types were divided into 6 classes （farmland, mountain, forestland, water body, urban land and unused land） according to national classification standard of land use, comprehensible ability of TM image and purpose of this study. Secondly, following the theory of landscape ecology analysis, 11 typical landscape indices were abstracted to evaluate the environmental effects and spatial feature changes of land use. Research results indicated that land use has grown more and more diversified and unbalanced, human activities have disturbed the landscape more seriously. Finally, transfer matrix of Markov was applied to forecast change process of land use in the future different periods, and then potential land use changes were also simulated from 2010 to 2050. Results showed that conversion tendency for all types of land use in Kitakyushu into urban construction land were enhanced. The study was anticipated to help local authorities better understand and address a complex land use system, and develop improved land use management strategies that could better balance urban expansion and ecological conservation.