基于景观格局指数的生态风险定量评价

由于目前生态风险评价方法参数较少,不能考虑多个方面生态系统的变化状态,针对这一问题,本文提出了基于景观格局指数的生态风险定量评价方法。算法构建了评价指标体系,融合了多个方面的参数,利用层次分析法确定权重,计算指标体系内各项景观格局指数,最终确定生态风险指数。利用大连金普新区2013年以来的生态用地数据进行了生态风险评价,结果表明:研究期内,生态风险呈波动性发展;研究初期生态系统最稳定;金普新区挂牌成立的阶段,生态指数相对较低,生态系统受人类活动影响大。与传统的生态评价方法相比,该算法考虑了多方面的影响因素,避免了个别景观指数对结果产生影响。     

基于地理国情数据的土地利用景观格局分析

基于安徽省地理国情数据,结合相关统计资料,利用Arc GIS10.3软件属性列表中的统计工具,获取2015年、2016年和2017年8种景观类型的相关国情数据,再用FRAGSTATS4.2软件计算出各个年份的景观格局指数,从而分析研究区2015年、2016年和2017年的土地利用景观格局现状。结果表明,2015～2017年耕地、林地、草地、未利用地及水域景观类型面积呈减少趋势,园地、建设用地、交通用地景观类型均呈现增长趋势。景观斑块数目增加,景观的破碎程度增强,多样性指数和均匀度指数逐渐微增,宿松县土地利用景观格局变化明显。宿松县2015年、2016年和2017年生态风险综合指数分别为0.100 6、0.101 7和0.102 1,虽处于极低生态风险等级,但呈现增加态势,景观生态安全的压力增大。     

基于移动窗口法雄安新区湿地景观演变及其与人为干扰间的关系

湿地生态系统与森林、海洋并称为地球三大生态系统,是地球上最重要的生态系统之一。近些年来,随着人类活动与城市发展的影响,湿地生态系统安全受到巨大的威胁。开展湿地景观演变与人为干扰的关系研究,对雄安新区湿地生态环境的保护具有重要意义。本文利用20世纪80年代末(1980s)—2015年间7期土地利用数据,基于移动窗口法分析雄安新区湿地景观演变时空分异及其与人为干扰的关系研究。研究结果表明,1980s—2015年间雄安新区湿地景观时空格局发生了较大的变化。从时间上看,湿地面积整体呈现减少的趋势,湿地破碎化程度逐渐增加,斑块形状变化复杂,连接度减小;从空间分布格局看,2000年以后湿地景观斑块个数增加,中部和东北部湿地破碎度逐渐增加,从中部湿地核心区向边缘破碎度逐渐增加。1980s—2015年间雄安新区人为干扰度整体呈现减少的趋势,其中1980s—2000年间人为干扰强度在西南部和中部有所减弱; 2000—2015年间人为干扰度呈现先增加后减少的趋势,新时期下由于湿地保护政策的实行,湿地发展转向低强度可持续利用发展阶段,湿地周边区域受建设用地扩张的影响,人为干扰度增强,人为干扰度与湿地分布具有良好的对应关系。     

济南市中心城区地表热环境时空变化分析

针对目前众多学者主要针对夏季热环境进行研究,分析方法相对单一,且融合地理探测器等多种方法针对不同季节相关分析研究相对较少的问题,该文基于2017-2018年Landsat8遥感数据,反演济南市中心城区四季的地表温度,综合运用景观格局指数法和剖面法分析不同季节热环境空间分布变化;利用相关性分析方法和地理探测器模型针对地表遥感指标和热环境进行相关性和影响力研究.结果表明:济南市中心城区除冬季,地表温度分布东高西低,与 自然地表、工业生产、人口活动等区位要素关联密切;气温骤降与骤增导致温度斑块割裂、聚合;水体、水汽与建筑的交互作用对春、夏、秋季的城市热环境影响最大,水体与不透水面(交互因子:0.392 952)对冬季热环境交互影响最大;城市热环境的空间分异特征受多因子影响,其中植被与水体(交互因子:0.379 927)、植被与水汽(交互因子:0.380 707)协同降温效应最优,建筑与植被(交互因子:0.278 922)协同保温效应最优.     

基于不透水面的城市景观格局时空特征研究

土地利用/覆被变化是人类影响全球环境变化最直接的过程,城市作为人类文明的产物是该过程发生最剧烈的区域.客观、准确、及时的开展动态评估,有助于更好地认识城市的发展现状以及存在的问题.以哨兵影像为数据源,以西咸新区为研究区,通过转移矩阵和土地利用动态度等量化分析,研究了2016-2019年研究区景观格局的动态时空特征.主要研究结果为:①2019年新区各土地利用类型覆盖面积由大到小依次为植被、不透水面、裸地和水体,随着城市化的不断深入,植被面积在不断减少,不透水面面积在逐渐增加,2019年二者的面积占比分别为47.5％和42.6％;②以"绿色发展"为理念,以各新城地域特色和区位环境为基础,各新城的土地利用类型转移存在显著差异,2017年土地利用类型转移最剧烈,其中不透水面面积整体呈显著增加趋势,但沣东新城增加不显著,各新城的植被面积均有不同程度的减少,秦汉新城减少最显著但其植被总面积最大;③2016-2019年西咸新区的不透水面单一土地利用动态度为13.9％,面积显著扩张,其中以泾河新城和空港新城最为突出,分别为26.9％和37.2％;西咸新区的综合土地利用动态度为4.4％,各种土地利用类型转移频繁,综合利用度高,说明西咸新区正处于系统、全方位建设中.西咸新区的快速建设将成为陕西省经济社会发展的新增长点,为地区的人才引进、经济建设、社会进步提供动力,为陕西省丝绸之路的建设和影响辐射做出重要贡献.     

基于地理国情普查的生态环境分析

现选取四川天府新区作为研究区,基于四川省第一次全国地理国情普查成果,结合坡度和高程信息以及景观格局指数、水源涵养指数,对天府新区生态资源空间分布和生态环境状况进行了分析评价.结果表明:天府新区资源地带性分布特征明显,植被在各高程带上呈正态分布;新区东部龙泉山地区植被覆盖度高,水源涵养功能强,生态系统稳健;北部城区植被覆盖度低,水源涵养功能差,生态环境相对脆弱.     

重庆市渝北区地表景观时空演化及生态效应分析

土地利用景观格局的变化会引起不同土地景观单元间能量、物质及营养成分的流动与变化,也会引起区域生态过程及系统功能的变化。渝北区作为重庆主城和新型工业化发展的主要拓展区,在高强度的人为干扰下,区域地表景观结构发生了明显的变化,由此引起的生态环境效应也必然十分明显。研究基于近二十年来渝北区地表覆盖变化情况,应用斑块类型水平景观水平层次中的12种景观指数,针对重庆市渝北区的建设用地、耕地、水体、草地、林地五类主体景观在1988～2010年的时空变化情况进行分析,以探求各类景观的时空演化特征,明确该区域景观格局演变对生态系统的影响,为了解生态环境变化趋势及推动该区域经济与环境协调发展提供科学的依据。     

抚仙湖流域土地利用格局与水质变化关系

抚仙湖是我国水质较好的大型淡水湖泊之一,其总体水质为Ⅰ类。近年来由于流域内开发强度增加,水体水质呈现下降的趋势。为探究流域土地利用变化可能对湖泊水质产生的影响,利用1992—2010年的Landsat TM和ETM+数据,结合GIS技术和统计学方法,分析了流域内土地利用及景观格局变化与湖泊水质的响应关系。研究结果显示:抚仙湖水体面积缩小,流域内林地和耕地面积总体呈减小趋势,与水质污染指数变化呈显著负相关;交通运输用地和建设用地增长迅速,与水质污染指数响应呈显著正相关;景观斑块数目、形状指数等景观格局指数增加,流域景观格局破碎化加重,与水质污染指数变化呈显著正相关;土地利用及景观格局指数可以作为研究抚仙湖水质变化的重要指标。     

近15年郑州市土地利用景观格局分析

土地利用及景观格局变化作为人类活动对自然环境影响的主要研究内容,是评价区域发展变化的重要指标。利用2004、2009和2014年3期Landsat遥感影像,以RS、GIS技术为基础,采用目视解译和计算机自动分类法进行郑州市土地利用分类,并结合ArcGIS10.2、Fragstas3.3软件对其进行景观格局研究。结果表明:1)2004—2014年郑州市建设用地扩张迅速,耕地逐年减少,水体变化不显著,林地先减少后增加;2)林地优势度下降,建设用地优势度逐年上升,耕地和水体优势度基本不变,各景观类型总体呈平衡发展态势;3)郑州市景观多样性指数逐年增加,景观多样性趋于平衡,景观格局逐步变好;4)景观斑块破碎化程度增加,各景观要素斑块形状逐渐复杂化。     

1997—2017年盐城国家级珍禽自然保护区景观格局时空演变分析

为定量揭示江苏盐城国家级珍禽自然保护区景观格局时空演变及与人类活动关系,本文基于1997、2000、2011和2017年4期Landsat遥感影像数据,利用景观格局指数、景观动态变化模型以及人类活动强度指数等方法,分析近20年来江苏盐城国家级珍禽自然保护区景观格局变化情况.结果表明:1)1997—2017年间,研究区景观结构变化主要表现为互花米草沼泽和芦苇沼泽面积不断扩张;景观演替主要表现为碱蓬沼泽转变为芦苇沼泽和互花米草沼泽;2)景观多样性指数和景观均匀度呈下降趋势,景观破碎化程度有所改善;3)人类活动强度指数呈现出先缓慢增加后急剧下降的趋势,人类活动强度与景观演替受到的干扰呈正相关.本研究可为进一步研究江苏盐城滨海湿地景观格局以及人类活动对其影响提供参考.     

快速城市化地区景观生态安全分析——以深圳市为例

受人类活动和快速城市化的影响,深圳市景观生态安全面临严峻挑战,有必要对深圳市景观生态安全进行研究。本文以景观干扰度和景观脆弱度来构建景观结构指数,以生态系统服务价值和生态弹性度来表征景观功能,以景观结构和景观功能的动态变化来表征景观动态,在景观结构、功能和动态变化的基础上,建立深圳市景观生态安全评价指标体系。得到主要结论:1)深圳市区域内景观生态安全状况有明显差异,总体上看,深圳市景观生态安全分布大致呈现西低东高的分布格局,高生态安全区主要位于深圳市东部大鹏新区、盐田区、罗湖区内,低生态安全区主要位于深圳市西部广泛地区;2)宝安区、福田区、光明新区、龙岗区、龙华新区、南山区景观生态安全状况相对较差,大鹏新区、罗湖区、坪山新区、盐田区生态安全状况相对较好;3)将深圳市景观生态安全空间分异图和基本生态控制线进行叠加,生态控制线内较低和低景观生态安全区域,主要位于于龙岗区、南山区和光明新区内。     

宿迁市城市热环境与热力景观时空分析

为了探讨宿迁城市化进程中热岛景观格局的演变特征,采用1992年、2003年和2014年3期6景Landsat遥感数据,使用单窗算法基于热红外波段反演地表温度,并利用景观格局指数分析宿迁城市热岛景观格局随城市化进程演变的趋势。结果表明,近23 a来宿迁城市热岛效应持续增强,宿迁经济开发区北区、洋河新区等地形成新的高温区域;在类型水平上,城市化高速发展的2003年城市热岛景观格局最为破碎;在景观水平上,热力景观越来越集聚化,异质性增加。     

基于最小累积阻力模型的长吉生态安全格局构建

为了缓解城市快速扩张背景下产生的生态保护与土地开发之间的矛盾、保证区域生态安全稳定,构建城市生态安全格局显得尤为重要。首先基于景观生态学理论,以土壤数据、土地利用现状数据和遥感数据为数据源,选取反映自然生态状况和人类活动影响的两大类生态风险指数,利用GIS空间分析、RS技术以及景观结构分析软件FragStats对长吉联合都市区进行了生态安全风险评价;然后从生物多样性保护、水源涵养、土壤保持以及气候调节等方面对区域生态系统服务功能的重要性进行定性评价;再以生态安全风险评价结果为阻力面,根据生态服务功能重要性结果确定生态源地;最后利用最小累积阻力模型,划定了林地、湿地、草地、水系4类核心生态空间,构建了"三带两区、五脉连江、林田相间"的区域生态安全格局。研究结果为长春市生态环境建设提供了切实可行的科学指导。     

太原景观格局脆弱度时空动态研究

针对景观脆弱度评价中存在的因子重复计算以及对建设用地和林地易损度的认识不同问题，对景观格局脆弱度指数进行了改进，并对建设用地和林地易损度进行了探讨。根据Landsat8数据，研究了2000-2019年太原景观格局脆弱度的时空动态变化。采用改进后的景观脆弱度指数很好地避免了因子重复计算问题，合理地确定了建设用地和林地的易损度。太原景观格局脆弱度时空变化研究表明：(1)从太原整个景观层次的景观格局脆弱度来看，2000—2010年逐渐减小，2010—2015年又增大，而2015—2019年又略有减小，2000—2019年的变化趋势与林地和中高覆盖度草地面积变化趋势正好相反。(2)2000年和2005年以中度脆弱区面积最大，2010—2019年均以较低度脆弱区面积最大，2000—2019年，低度脆弱区和较低度脆弱区面积在增大。该文对景观格局脆弱度指数进行的改进，不仅简化了参数，更是避免了重复，使计算更加合理。景观太原景观格局脆弱度具有较强的正相关关系，空间分异总体较小，“高-高”值区分布较集中，出现在人类活动强度较大的东南部平原区域，“低-低”值区分布较分散，主要分布在林草覆盖度较好的区域。     

基于RS,GIS技术下的震后唐家山堰塞湖景观生态格局研究

对汶川大地震后北川县唐家山堰塞湖区域的地形地貌、土地质量、植被覆盖、工程建设及生态环境等基本情况进行详细调研,运用RS,GIS等技术结合景观格局指数分析法,对唐家山堰塞湖区域的整体景观生态格局指标进行研究,分析唐家山堰塞湖区域内斑块和廊道等景观格局因子的变化数据,总结区域内景观生态格局的各类特征,为地震灾区生态修复及环境破坏评价提供参考.     

利用景观格局指数的空间分辨率对水域面积提取影响的分析

对8个不同地区对应的同一时间的ETM+数据和MODIS数据,利用谱间关系法得到30 m和250 m分辨率具有不同景观格局分布的水体专题图,研究分辨率对不同景观格局分布的水体提取的影响。通过比较发现,区域内水体边缘密度很小时,ETM+和MODIS提取结果的误差很小;当区域内水体边缘密度很大时,ETM+和MODIS提取结果的误差相应就变大。通过引入景观格局指数与两种分辨率的提取结果进行回归分析发现,对于不破碎区域的水体,MODIS和ETM+可以得到相近的精度;而对于中度破碎的水体,引入景观格局指数信息能显著地提高中度破碎水体的精度;但对于高度破碎的水体,通过引入景观格局指数信息的多元回归几乎不能提高精度。     

2000—2020年亚马孙流域地表覆盖时空变化分析

针对亚马孙流域地表覆盖变化对当地生态系统以及全球气候变化具有重要意义这一问题，该文基于国家基础地理信息中心牵头研制的、经一致性处理的全球30 m地表覆盖产品(GlobeLand30)三期地表覆盖数据产品，采用景观格局指数和转移矩阵，分析了2000—2020年亚马孙流域地表覆盖的空间格局分布以及时空变化，并对其变化原因做出分析。结果表明：2000—2020年亚马孙流域林地和湿地面积逐渐减少，耕地、草地和人造地表的面积逐渐增加，水体先减少后增加。亚马孙流域2000—2010年和2010—2020年的地表覆盖类型转变方向基本保持一致；人造地表在地表覆盖类别中破碎现象最为显著，但其破碎化指数持续降低。亚马孙流域地表覆盖的变化主要受人类活动的影响，其中城市扩张和人口增加是林地减少的最主要因素。相关研究成果可为亚马孙流域未来的社会经济发展和生态系统保护提供重要支撑。     

基于景观格局的红壤丘陵区生态风险评价——以赣州市为例

南方红壤丘陵区生态环境脆弱,为合理评估红壤丘陵区生态风险时空变化规律,以赣州市为例,基于2000—2020年4期30 m分辨率土地利用数据,对该区土地利用时空格局变化进行分析,从景观格局角度构建生态风险指数,结合生态风险影响因素对景观生态评价分析。研究期内,林地面积持续减少,建设用地面积增加。2000—2020年土地利用多样化指数由0.40上升至0.43,土地利用类型总体结构向丰富多样化发展。各时期景观生态风险在空间上分布差异显著,集聚效应明显,高风险区面积由32.75 km^(2)下降到12.00 km^(2)。研究区生态压力和生态响应在空间上分布差异明显,该区生态风险受多重因素影响,应对重点区域加强生态治理。     

基于TM影像的德兴铜矿区生态环境变化

分别选取1992年、1996年、2000年、2004年、2009年和2013年6个时期遥感影像,从生态系统结构和生态系统景观格局角度研究德兴铜矿矿产资源开发区生态环境20 a间变化。结果表明:德兴铜矿矿产资源开发活动导致森林和草地等自然景观面积持续减小,采矿场、尾矿库及排土场等人工景观面积持续增加;区域生态系统质量朝变差的方向发展,总体表现为生态系统斑块数增加,斑块密度增大,聚集度指数下降,生态系统破碎程度加重;近20 a来矿产资源开采活动不断加强,生态系统破坏面积逐年增加,矿山生态恢复工程滞后。     

赣江新区建设用地空间格局监测

通过对新区城乡建设用地和城市建设用地空间格局变化监测，分析其变化特征，对新区未来建设和发展以及推动生态文明建设有重要指导意义。本文以赣江新区为例，从建设用地空间形态模式、空间重心指数、空间紧凑度、空间形状分形维数等方面，分析了赣江新区2017—2018年建设用地空间格局变化特征，研究结果表明：(1)城乡建设用地和城市建设用地总量均呈现逐步增长的态势，并符合规划；(2)新区属于组团型发展模式，建设空间重心整体向东北方向扩张；(3)为有关政府部门继续推进新区建设和规划调整提供参考依据。