三个时期南四湖景观格局及其变化

为了研究南四湖景观格局在纵向和横向上的时空变化规律,提取湖区1985年、2000年和2015年研究区的景观类型信息,在Fragstats 4.2软件支持下,利用斑块类型面积、斑块密度、最大斑块指数、斑块凝聚度指数、平均斑块分维指数、景观分割度指数和Shannon’s多样性指数,分析湖区总体景观格局特征;采用移动窗口方法,分析沿不同梯度采样带的景观格局细节变化规律。研究结果表明,与1985年相比,2015年,南四湖区景观破碎度增加,连通度下降,景观形状日趋规则,优势景观由1985年的湖泊明水面、芦苇(Phragmites australis)荡和荷(Nelumbo nucifera)田变成养殖水面、水稻田和湖泊明水面。在纵向景观梯度上,各湖泊交界处和人类活动密集地带景观结构变化最为明显,异质性和多样性强,斑块破碎度高,研究区丰富的水资源和剧烈的人为干扰活动加快了土地开发利用速度;在横向景观梯度上,在景观过渡带及易受人为干扰的湖岸两侧、城镇地区,呈现出斑块分离度和多样性高、自然连通度和优势度低、景观形状复杂的格局特点。横、纵采样带各景观指数值随时间的变化与总体格局一致,即景观分离度增加、优势度下降,整体景观形状趋于简单。     

湘西北侵蚀小流域生态恢复适宜度与景观格局特征

开展生态恢复区景观空间格局特征分析,对于山丘土壤侵蚀区的治理具有重要意义.以湘西北女儿寨小流域为例,运用景观生态学原理及空间格局分析方法,对流域生态恢复适宜度与景观格局特征进行了研究.结果表明:生态恢复对女儿寨流域土地利用结构有较大改善,土壤侵蚀量有效减少;林地面积最大,斑块数最多,流域以林地景观为基质;斑块形状较简单,斑块间相似性较强,景观面积有效性较小;流域景观多样性较高,但均匀程度较低,偏离度较大;整体景观的破碎度不高,但居民点的破碎化程度极大,不利于流域景观系统的稳定性.研究结论可为流域治理与生态恢复、土地利用结构调整、景观优化利用提供科学依据和参考.     

土壤侵蚀模型研究中的几个问题

土壤侵蚀模型是定量研究土壤侵蚀的有效工具,探讨土壤侵蚀模型研究中的有关问题对于土壤侵蚀模型的发展及相关研究具有重要意义。从模型的过程模拟、模型时空尺度变异、模型验证和不确定性几方面对模型研究现状及局限进行了归纳和分析,认为:不同过程的模拟及其模拟方法的不同导致了各具特色的土壤侵蚀模型的出现;大多水蚀模型是对不同时空尺度上的水流及相应侵蚀过程进行模拟预测,在不同的时空尺度上,不同的侵蚀过程占主导地位;现实过程和现象的复杂性、观测方法和手段的限制以及模型的自身的局限性是导致土壤侵蚀模型预测的不确定性的主要原因;与GIS结合的强预测力、低数据要求的模型是土壤侵蚀模型发展的趋势。     

榆林地区脆弱生态环境的景观格局与演化研究

作为干旱半干旱区农牧交错带的典型代表,榆林地区在自然地理上有其独特的空间分布格局,在生态上具有显著的脆弱生境特征和演化规律。本文运用景观生态学的基本理论与方法,选取分维数、形状指数和景观优势度等指标,对该区脆弱环境的景观格局进行了分析,同时对诱发该区景观生态演化的因素进行了定量诊断,并对区域生态环境的景观过程进行了探讨。     

东圳水库流域的景观连通度分析

景观连通度是指景观有利于或者妨碍生物在资源斑块间运动的程度。景观连通度缺乏和栖息地斑块隔离会干扰授粉、种子传播、基因流、野生动物迁移和繁殖及其他生态过程,因此景观连通度研究是现代生物多样性保护策略研究的关键技术,开展此类研究对于区域生物多样性保护和生态平衡维持具有重要意义。本研究利用2001、2006、2010年东圳水库流域的遥感影像,通过分析其土地覆盖变化,研究人类土地利用逐步增强的流域长期景观连通度动态变化趋势。研究结果表明:在不同年份中,设置物种的迁移距离阈值和在迁移距离内到达目标斑块的概率均一致时,该流域景观连通度从2001—2010年有递减的趋势,表明了斑块破碎化加大,景观连接度逐年递减;随着距离阈值增大,物种的迁移距离越大,斑块之间的连接越好,景观连接度增大,对景观连通度产生影响的重要斑块数量减少。从不同年份中提取的重要斑块的土地覆盖类型来看,林地、果园、耕地、水体都对景观连通度产生较大影响,对景观产生重要作用的斑块的面积占总景观面积的比例逐年递减,而建设用地和裸地对景观连通度的贡献均很少。研究认为,应保持流域景观的高连通度,进而确保区域各种物种传播和基因流动,以减缓生物多样性的下降。     

景观格局与生态过程相互关系研究进展

景观格局的形成反映了不同的景观生态过程,与此同时景观格局又在一定程度上影响着景观的演变过程。空间格局、生态过程与尺度之间的相互关系是景观生态学研究的核心内容。本文对景观格局与生态过程的研究方法、景观格局与生态过程相互关系等方面的国内外研究进展进行了综述。最后分析了目前景观格局与生态过程相互关系研究中存在的问题与不足、未来的研究热点及发展趋势。     

关于景观格局演变研究的几个问题

针对特定的生态过程,将景观格局与生态过程相结合的格局分析是未来景观格局研究发展的方向。景观格局变化与景观过程改变互为因果,了解格局演变时空规律及其演变驱动机制是结合生态过程进行景观格局分析的前提与基础。文章归纳了景观格局演变分析方法有景观格局指数与景观空间统计特征比较法、马尔柯夫转移矩阵法和主要以细胞自动机理论为基础的景观格局动态模拟。主要分析了景观格局演变的人文驱动力系统,介绍典型相关分析与逐步回归分析两种定量判别景观格局演变驱动力的方法,简要总结景观格局演变的驱动机制。最后提出今后研究所要突破的方面。     

基于景观生态风险评价的宁江流域景观格局优化

流域景观生态风险受到多源因素的综合作用,识别流域景观生态风险是实现景观格局优化的基础与前提,景观格局优化是应对生态风险的有效手段。以宁江流域为研究区,采用空间主成分分析法,从“自然—人类社会—景观格局”3个维度对流域景观生态风险进行综合评价,基于景观生态风险评价结果,构建累积阻力表面,利用最小累积阻力模型进行了流域景观格局的优化。结果表明：人类社会和景观格局因素对综合风险影响更为强烈,地形和距水体距离等自然因素对综合生态风险影响较弱;宁江流域整体景观生态风险偏大,较高景观生态风险区域位于流域西南部,面积为523.99 km ²,占流域面积的36.06%;识别出流域生态源地为面积大于50 km ²的林地和面积大于0.2 km ²的水体。研究构建了15条生态廊道,一级生态廊道长度大于30000 m,二级生态廊道介于10000~30000 m之间,三级生态廊道长度在10000 m以内;识别了19个生态节点,形成了多层次生态网络。通过对比研究区景观格局优化前后的连通度发现,优化后流域整体景观格局连通度得到明显提升。     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

中国建设用地扩张对景观格局演化的影响

探索建设用地扩张对景观格局变化的影响机理是理解人类活动对生态系统功能、格局和过程变化影响机制的关键。但中国全国尺度建设用地扩张过程对景观格局演化的影响研究明显不足。基于此,突破传统行政区划单元的分析方法,以覆盖全国的10 km格网为基本单元,基于1975-2014年建成区比率数据来表征建设用地扩张水平,运用同期土地利用数据计算相应的景观指数,定量刻画了建设用地扩张及景观格局的时空演化过程,并运用空间计量经济模型定量解析了建设用地扩张过程对景观格局演化的影响效应。同时,基于全样本、不同时间点、不同规模城市和不同区域城市的对比揭示建设用地扩张过程对景观格局演化影响的时空差异性。研究结果表明：40年间建成区比率值增长了3倍,高于同期的人口城镇化增长水平,东、中和西部间呈现出显著的梯度差异性,而且差异程度逐步增加,大、中、小城市之间的差异也较为显著。1975-1990年、1990-2000年和2000-2014年3个时间段的年均增速分别为5.87%、2.32%和2.32%。景观格局总体上也经历了显著变化,优势景观类型的主导性逐步降低,景观格局趋于破碎化,复杂度增强,邻近度趋于离散,聚集度逐步降低,结合度渐高,景观多样性和均匀度均有所提高。随着建设用地扩张水平的提高,景观越来越趋于破碎化,人类活动对景观的干扰强度和频率也不断增强。例如,建设用地扩张水平每提高1%将导致景观斑块数量提高0.45%左右。但是建设用地扩张水平与景观复杂度的变化在空间上存在错位。建设用地扩张水平的提高在一定程度上使同类型斑块间的距离变近,景观聚集度出现降低趋势,景观越来越呈现多种要素的密集格局,斑块聚合和集群性增强,相应的结合度也越来越高,景观均衡化趋势和均匀分布越来越明显。同时发现,不同规模城市和不同区域的影响差异显著,除地理区位因素差异性不显著外,其他控制要素也对景观格局演化具有差别化的影响。