基于RS与GIS的干旱区绿洲景观格局变化研究——以金塔绿洲为例

景观生态学是宏观生态研究的一个新领域。景观格局变化研究,是目前景观生态学的研究热点。利用遥感的手段获取试验区1990和2000年景观格局的基础数据,并利用GIS做分析的工具,计算出6个指标值,采用格网化的方法,将研究区域的景观斑块转化成5m×5m的格网,进行空间分析,计算得出了景观斑块的转移矩阵,为景观格局在空间上的变化分析打下基础。分析显示:①多样性、均匀性、优势度3个指标数值上有很大的相关性,只需考虑多样性;②绿洲景观格局的变化与水资源的变化密切相关;③绿洲有沙漠化的威胁;④城镇居民点用地扩展迅速,主要在未利用土地上发展,金塔绿洲内城镇居民区有城市化的趋势;⑤城镇居民点破碎化指标值未能真正体现其景观特性,当不考虑少数几个大的斑块时,能够得到较为理想的结果。     

海南岛西部土地利用变化及其景观格局动态分析

利用1986年、1996年和2003年的3期TM数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析海南岛西部的土地利用类型变化及其景观格局动态特征。结果表明：17 a来各种土地类型变化及其相互之间的转化频率十分频繁。没有发生变化的林地占76.88％、耕地占60.38％、建设用地占52.11％、沙地、水体和草地分别仅占32.64％、28.72％和2.7％。岛西各种土地利用类型的空间格局变化显著,景观异质性增强,破碎度降低而连通性增加。近10多年来,岛西土地利用变化及景观格局动态主要是受自然条件和人为活动干扰共同作用的结果。     

中国西部干旱区生态景观制图的若干问题

制图方法是认识和揭示客观现象与过程的重要途径。生态景观制图作为专题制图学的一个重要方向,通过建立分类体系,制定分类方法,编制专题图件,可以反映自然要素和人为作用的特点,揭示生态景观要素的耦合关系。生态景观制图中专题要素的表现方式,制图过程的数据采集,制图单元的划分,制图的模式选择,以及遥感、GIS与数字制图手段的应用,是十旱Ⅸ景观生态制图的关键问题。生态景观制图巾的地图信息理论、地图模式论、地图分析理论、地图要素综合理论、制冈工艺学等的发展,对于开拓资源环境制图学的新领域具有理论价值,并对生态规划与生态建设具有重要促进作用。     

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。     

松嫩平原西部沼泽湿地景观格局动态变化研究

湿地退化及其所带来的负面影响使人们认识到湿地生态系统生态功能的重要性.因此,作为功能研究基础的景观格局及其动态变化的研究显得尤为重要.在遥感和地理信息系统技术支持下,运用土地利用变化指数和景观格局指数模型,对处于生态脆弱区的松嫩平原西部沼泽湿地景观格局及动态变化进行了定量研究,结果表明:松嫩平原西部沼泽景观格局发生了显著变化.松嫩平原西部现有沼泽湿地面积4 488.13 km2,近50年来减少了62.54%;2000年斑块密度为1954年的1.67倍,且最大斑块面积和最大斑块周长均减小,说明沼泽景观破碎化严重;松嫩平原西部沼泽湿地分布质心发生偏移,近50年,向西北方向偏移了19.4 km,主轴方向顺时针旋转了9.23o,表明了沼泽湿地景观具有破碎化和萎缩的趋势,并且呈现出不平衡性:湿地的萎缩程度偏重于研究区的东南部;得出松嫩平原西部沼泽湿地减少及生态环境恶化主要是由该区生态环境原生脆弱性和人类不合理的开发利用方式导致的.通过景观格局变化的研究为沼泽湿地格局优化和生物保护提供参考.     

粤北典型岩溶山区土地石漠化景观格局动态分析

利用1988年和2004年的2期TM遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析粤北典型岩溶山区及其4县（市）的土地石漠化类型变化及其景观格局时空动态特征。结果表明：16 a来各种类型石漠化土地无论是在数量、面积和空间分布特征方面都发生了十分显著的变化,总面积减少721.67 km²,斑块数减少了1 900块;2004年粤北4县（市）石漠化土地的面积占各区的比例分别是:连州为3.33％、阳山为7.28％、英德为1.54％、乳源为5.11％;粤北及其4县（市）石漠化土地的总体景观空间格局动态变化趋势基本一致,但在程度上有所差异,均表现为景观异质性减弱,破碎度降低,而景观优势度增加;随着相关石漠化治理措施地开展,中度与重度石漠化土地成为研究区内重点关注区域,尤其在阳山与乳源,这种空间格局变化的特征更为明显。     

中国西部干旱区开发中的生态环境建设方略

中国西部干旱区干旱缺水，荒漠化类型多样，生态环境脆弱。西北地区水土流失面积主要分布在黄土高原，黄河上、中游水土流失面积超过了33万km^2，年侵蚀模数一般在2000－9000t/km^2。塔里木河下游阿拉干地区的沙质荒漠化面积由1959年的1371.22km^2发展到了1996年的1494.29km^2，平均年增长率为0．24％，西部干旱区沙尘暴等自然灾害的危害程度及造成的损失在逐渐增大。通过多种措施保障干旱区的生态安全，是西部干旱区生态建设的出发点和立足点。从资金筹措、技术保障、建设模式、总体效益及管理形式等方面制订西部干旱区生态环境建设途径与方式。     

西部干旱区未来气候变化高分辨率预估

利用高分辨率区域气候模式WRF,基于CMIP5计划中MIROC5输出结果,进行了我国高分辨率(30 km)的历史模拟及未来预估。针对我国西部干旱区,在模式验证的基础上分析了该区域未来气温和降水的变化。历史模拟结果显示WRF对我国西部干旱区有较好的模拟能力,模拟结果较MIROC5有明显改进。21世纪西部干旱区将持续增暖,末期的增温幅度明显高于中期。和全国平均相比,西部干旱区21世纪增温幅度高于全国平均水平。空间分布上,年平均气温变化的主要特征是新疆南部增温高于新疆北部,山区的增温高于盆地。气温季节变化主要表现为夏季增温集中在山区,而冬季增温则更多集中在盆地。西部干旱区降水在21世纪总体呈现减少趋势,夏季降水减少更为明显,这和全国平均的降水增加并不一致。空间分布上,降水变化的主要特征是山区降水减少,其中夏季山区降水减少十分明显,而盆地降水则略有增加。     

干旱区绿洲农村居民点景观格局演变及机制分析

基于1987年、2002年、2013年三期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像提取研究区农村居民点时空分布信息,利用GIS空间分析、景观指数分析及多元线性回归分析干旱区绿洲农村居民点景观演化特征及驱动机制。研究表明：① 农村居民点集中分布在绿洲内部平原区,其中城市周边及沿河道、道路是居民点空间聚集较明显的区域。② 1987-2013年农村居民点面积增长较形状变化更为显著。新建居民点和旧居民点边界扩张是导致研究区农村居民点面积显著增长主要原因,且在不同时空区域表现出不同的增长方式;居民点形状以矩形和近圆形居多,条带型较少。③ 通过对居民点景观演变机制进行分析,发现城市辐射距离、水源地远近及距离道路远近是影响农村居民点景观变化的首要因素,其次是人口规模,最后才是区域经济的发展。     

基于遥感的北京山区植被覆盖景观格局动态分析

根据l994年和1999年的两期Landsat TM数据，在FCD Mapping model原理和方法的基础上，得到北京北部山区昌平、怀柔、密云和平谷的植被覆盖牢固，并利用FRAGSTATS软件对所得的植被覆盖等级图从斑块大小、斑块数、斑块密度、斑块平均面积、分形维数和聚集度等角度进行了空间格局变化的剖析。结果表明：1)各研究区均显示无植被覆盖类型占据着景观中的优势地位。1994一1999年期间，研究区总的植被覆盖率除平谷降低外，其它三个区均呈现增长趋势，其中昌平增长最显著。说明平谷的植被覆盖状况逐渐变差，而昌平、怀柔和密云的植被覆盖状况逐渐转为良好。然而各研究区的植被仍需进一步进行保护。2)1994一1999年期间，景观整体的斑块密度都在减少，其中平谷减少的最多，说明景观整体的破碎化程度降低；多样性指数和均匀度指数也呈现降低趋势，其中密云减少最为显著，表明景观越来越由少数植被覆盖等级类型所控制。3)各研究区中景观整体的分维数相差不大，各景现组分的分维数标准差均较低，说明山区的斑块形状主要取决于自然地貌及自然环境条件。4)1994—1999年期间，蔓延度指数均呈现增长的趋势，聚集度指数的变化不显著，但都接近于1，说明景现整体的聚集程度较高。     

基于GIS西北干旱区荒漠化危险度的研究

研究区为我国西北干旱区,在行政区划上包括新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏和陕西6个省、自治区,涉及西北6省的213个县、市、旗,其面积约占西北六省的71．8％．采用的数据包括气象数据、各类环境统计数据、社会、经济人口数据、1：400万的基础地理数据及NDVI数据。在吸取前人研究成果的基础上,结合研究区的实际情况,确定了影响西北干旱区土地荒漠化危险度的评价指标体系。根据这一评价体系,建立了荒漠化危险度综合评价模型,从自然气候条件、内在危险性、土地现状和社会经济活动四个方面对研究区土地荒漠化危险度进行了评价。结果表明,整个研究区荒漠化程度较为严重——研究区内以中度荒漠化、荒漠和轻度荒漠化为主,其中轻度和中度荒漠化在研究区内均有广泛分布：重度和极重度荒漠化主要分布在荒漠的周围：潜在荒漠化主要分布在阿尔泰山、天山等高大山系的山麓以及内陆河流域流经的地方。     

1960~2010年西北干旱区极端降水特征研究

基于中国西北干旱区1960~2010 年70个台站逐日降水资料,采用欧盟组织(STARDEX)定义的降水极值指数,分析结果表明: ① 研究区近51 a来强降水发生频次、湿期平均长度表现出增多和增长趋势,干日数和干期平均长度表现出减少和变短趋势; ② 单次强水的强度在增加,表现为：湿日数减少,而降水的总量却显著增加。③ 湿日数减少主要是0~6 mm强度的降水日数减少,12~24 mm强度的降水日数显著增加,后者对降水总量的增加贡献较大。④ 绝大部分站点强降水（>12 mm）的雨日（量）都以上升趋势为主,表现为下降趋势的站点极少。     

制约污水作为西部干旱区陆域生态用水的技术因素探讨

探讨了制约污水作为西部干旱区陆域生态用水的技术因素,这些因素包括：污水未纳入陆域生态用水的范畴,缺少干旱区陆域污水排放标准、干旱区陆域生态用水水质标准和利用污水时污水排放标准和用水标准之间的优先执行原则。     

干旱区土壤有机碳含量与土壤理化性质相关分析

干旱区土壤碳库是全球碳库的重要组成部分,在全球碳循环中起着重要作用.本文根据干旱区土壤相关数据资料,分析土壤有机碳与土壤理化性质相关性,为干旱区碳循环提供理论依据.结果表明:土壤有机碳含量与土壤营养成分和交换性阳离子含量呈显著正相关,与土壤pH值和容重呈显著负相关.此外,干旱区土壤也存在相当比例的无机碳,土壤有机碳和无机碳含量呈显著负相关,二者间关系还需要结合母质、生物气候条件、人类活动影响进行进一步说明.     

基于RS与GIS的通化地区景观格局动态变化

在RS、GIS技术的支持下,利用MSS及TM影像数据对照地形图提取了通化地区1980、1995以及2000年景观生态格局信息,并利用景观多样性、景观优势度、斑块面积变异指数、景观破碎度、斑块形状指数等对该区的整体景观格局和各县(包括县级市)景观格局以及其动态进行了定量分析。结果表明在全区范围内,各种景观类型对应景观指数存在显著差异;通过对各县级行政单位的景观指数计算表明,它们的景观格局存在明显差异;从时间序列上看,无论是整个研究区、还是各县的景观格局在1995年与1980、2000年差异较大,而1980与2000年景观格局相似。     

干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析

在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境效应等方面探讨了绿洲景观稳定性的内涵,并对新疆三工河流域绿洲进行实例分析和应用。结果表明：(1)人工绿洲景观的稳定需要绿洲景观的多样性逐渐降低和景观廊道的复杂性增加;但天然绿洲的稳定需要增加景观的多样性和景观廊道的复杂性。(2)人工绿洲景观稳定性还可从绿洲土地利用变化方面分析,绿洲土地利用变化是人类投入大量负熵的结果,投入的负熵越多,绿洲土地利用程度越高,越有利于绿洲从低级的亚稳定状态不断向高级稳定态发展,从而实现绿洲可持续发展。但人类的投入并不总是有利于绿洲的稳定,可用土地废弃比例的变化,说明人类投入对绿洲生态环境和稳定性造成的影响,土地废弃的比例越高,绿洲生态环境的质量也就越低,绿洲的稳定性也就越低。(3)通过绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性和土地利用状况综合评判,1978～1998期间三工河流域绿洲景观及其各部分的稳定性逐步提高。     

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。     

中国西部干旱区生态环境演变过程

根据湖沼沉积、黄土沉积和冰积等地质记录，运用地理信息系统、遥感、生态景观学等方法．从万年、千年和百年及百年以下四个时间尺度对中国西部干旱区生态环境演变过程进行研究。结果表明，全新世以来，中国西部干旱区的气候变化经历了多次的相对暖干和相对冷湿交替变化，变化历程较为复杂。早全新世、中全新世、晚全新世气候特点因地因时而异，但总体特征以干旱化为主，280～350a来，降水量有明显的减少趋势，并表现出显著的周期性。但在近半个世纪以来，中国天山地区的气候变化特征表现为气温升高，降水量增加。总的来说，从20世纪80年代以来，新疆的气候趋于好转，植被覆盖状况改善明显，山地森林、草甸、人工绿洲的面积均呈增加趋势。研究结果还表明，在一定尺度的气候背景条件下，地表的植被覆盖对调节绿洲区域气候有着积极的作用，可增加局部地区的降水。     

中国西北干旱区地-气温差变化成因分析

利用1961—2000年中国西北干旱区49个气象台站百叶箱气温、0 cm地温、降水和近地层风速月平均资料,以及NCEP/NCAR再分析月平均资料,分析了我国西北干旱区地-气温差变化的原因。结果表明,20世纪后40 a西北干旱区冬季地-气温差呈减小趋势,其可能原因是20世纪80年代后全球进一步变暖,西北干旱区对流层中层高度场升高、气温升高,风场易出现反气旋式环流距平,寒潮活动减少,近地层风速减弱使得气温增暖高于地温。而春初对流层中层高度场偏低时,气温偏低,降水偏多,风场易出现气旋式环流距平,近地层风速减弱使得气温增暖低于地温,所以春初地-气温差呈上升趋势。