白洋淀湖沼湿地系统景观格局演变及驱动力分析

以白洋淀湖沼湿地系统为研究对象,分析了1979年、1991年、2000年和2006年4个时期白洋淀湖沼湿地系统景观格局演变过程及其湿地景观格局指数的动态变化,并剖析白洋淀湖沼湿地系统格局演变的驱动力。研究结果表明,研究期内湿地面积呈减少趋势,由1979年的404.5 km²缩减到2006年的338.4 km²,且减少部分大多转化为耕地;同时,各景观类型分布趋于集中分布,但景观多样性降低。1979-2006年期间,1979-1991年时段内的湿地景观格局指数变化最快,之后变缓。近30年内耕地斑块面积、边界密度和面积加权平均邻近指数最大;建设用地的斑块数量最多,斑块密度最大;各湿地景观类型的平均分维数都接近1,形状都比较简单。引起湿地系统景观格局演变的主要原因包括气候、水文过程以及社会经济和政策等因素。     

哈尼梯田景观空间格局与美学特征分析

以地处哀牢山南段的元阳哈尼梯田景观为研究区,应用FRAGSTATS计算景观格局指标,运用ArcView计算并统计斑块粒度以及景观各类型间的空间邻接长度和数目比例,并分析了景观格局与美学特征的关系。结果表明:1)旱地、有林地、灌木林和水梯田的比例较高,并形成耕地与林地面积都超过景观总面积40%的优势格局,缺乏水域、裸岩或裸地等景观组分;2)居民地具有斑块数目多且小而分散的格局特征;旱地形状最复杂,分布最集中,天然草地和其他园地斑块数少且分布最分散;景观中既有处于绝对优势的巨斑块,又有数目众多的中等斑块,两者相间分布形成相对破碎和连通度中等的格局特征;3)景观中各类型间的邻接类型数、邻接边长度和数目百分比的差异非常显著,绝大多数类型都与旱地的邻接比例较高,受旱地影响强烈;4)景观中水梯田面积比重大,平均斑块面积大且斑块间距小,是形成梯田规模美的重要格局特征;5)耕地与林地在景观中的均衡构架,林寨田的立体分布格局是梯田格局和谐美的重要表征;6)景观空间邻接和斑块规模特征是景观格局的重要特征,探讨景观格局特征与美学特征的关系具有重要意义。     

河南黄河沿岸地区景观格局演变

利用1987年和2002年的遥感影像,借助于地理信息系统技术,结合河南黄河沿岸的区域特征,运用景观生态学的基本理论,分析河南黄河沿岸地区景观格局的演变,用于了解在自然过程和人类活动共同作用下的河南黄河沿岸地区景观格局的演变过程及影响机理。结果表明,在研究区域内,水浇地景观类型为占优势的景观类型。1987~2002年景观格局动态变化显著：河流景观、水浇地景观、林地景观和滩地景观类型的面积呈减小趋势,坑塘景观、稻田景观、旱地景观和建设用地景观类型面积则呈增加趋势。景观斑块总数量呈现出略微减少的趋势。景观空间特征表现为景观多样性增加,各景观类型所占比例差异减小。破碎化指数减小,景观整体破碎化程度有所减缓。景观空间构型明显,基本上是以大斑块为主,呈聚集型分布。特别是占优势的景观类型,斑块更加集中连片。自然过程特别是人类活动对河南黄河沿岸地区景观格局的变化有深刻的影响。     

重庆市浅丘带坝区土地利用与景观空间格局分析

选取重庆市沙坪坝区陈家镇为研究区,采用其建立的土地利用现状数据库,运用GIS的图形处理与空间分析功能,生成6种景观格局图并输入Fragstats for ArcView3.X软件,提取景观格局指数,借助于景观格局指数在生态过程与土地利用间所建立的一种关联,分析并探讨土地利用诱发下景观空间格局特征的响应.其结果:水田景观在景观类型中占据着绝对优势,其连接度表现较高,是景观类型明显的基质,受人类活动干扰强;冬水田景观要素接近于水田景观本底,且冬水田景观要素斑块个数、类型面积随着河流缓冲区距离的增大而增加;旱地景观中各景观要素斑块总体上分布比较零散,规律性不强;农村居民点景观要素是建设用地景观的主要类型,其斑块几何形状简单、规整,各斑块间的相似性强,外围边界接近于正方形或者矩形.     

基于GIS的广东省灯塔盆地景观格局分析

在GIS与景观斑块分析软件支持下,定量分析灯塔盆地景观生态格局.灯塔盆地景观组分主要有水田、旱地、灌草丛、针阔混交林、针叶林等5种斑块类型,由于受沟谷相间的丘陵地貌格局的控制,水田作为优势景观组分具有最复杂的空间结构;针叶林和针阔混交林具有相似格局特征,但二者在空间分布上具有较大差异,针叶林主要分布在盆地边缘海拔较高的部位,而针阔混交林主要分布在盆地内部的丘陵、台地.研究结果表明,灯塔盆地景观格局的复杂性主要受地貌因素控制,人类活动的干扰主要表现在两个方面:典型地带性植被景观亚热带常绿阔叶林已基本消失;人     

闽江河口区湿地景观格局演变研究

利用1986年和2002年遥感影像作为基本信息源,在遥感和地理信息系统技术的支持下,运用景观生态学原理,选取反应景观空间结构和景观异质性的指数,对闽江河口区湿地的整体景观格局和类型景观格局及其动态变化进行定量分析。景观指数计算的结果表明:整体景观多样性指数和均匀度指数增加,优势组分水田、河流对景观的控制作用有所减弱,其它景观类控制作用相对增强,整体景观破碎程度增强,斑块间离散度增大,景观形状变得较为复杂。各类景观要素也发生了较复杂的结构变化,各类景观的斑块数、平均斑块面积、斑块密度、斑块分维数和凝聚度指数的分析结果显示,各类景观格局时间序列上存在明显差异性变化。由于人类日渐增强的干扰活动和自然演变的作用,景观之间存在明显的相互转化和逆转现象。     

江浙沪地区土地利用变化模拟和景观格局分析

土地利用／覆被变化对于生态系统多样性和区域生态经济系统可持续性具有深远的影响。本文基于地理信息技术,以江浙沪地区土地利用遥感解译数据为基础,采用景观格局分析法分析了江浙沪地区的景观格局特征;运用CA—Markov模型对江浙沪地区土地利用时空变化进行了模拟。1980-2005年期间,江浙沪地区景观格局变化特征是建设用地增加迅速,耕地集聚减少,建设用地增加主要来自耕地转移,其贡献率达到93．11％。各类斑块类型的破碎度提高;林地和建设用地斑块平均分维数增加,斑块形状趋于复杂,斑块空间分布趋于集中。总体景观破碎度不断提高,景观多样性和景观异质性增加,景观均匀度有所提升：2005年CA—Markov模型模拟结果和遥感解译数据具有高度一致性,Kappa指数达到91％,2010年和2015年模拟结果显示,耕地减少和建设用地增加趋势显著,耕地和林地的减少呈加速状态,建设用地增加的速度降低。未来发展需提高土地利用效率和注重生态格局安全,在提高城市化水平的同时又能兼顾生态保护,以提高区域可持续发展能力。     

西藏灌木林景观格局特征

应用景观生态学原理与方法,对西藏全区划分了景观要素,选取了10个景观指数,定量研究了斑块水平和景观要素水平上西藏主要类型灌木林的景观格局特征.结果表明,西藏各类型灌木林斑块大小均服从反J型分布,斑块面积越大,斑块数量越少,所占的面积比例越高.总体上,灌木林面积占景观总面积的4.6%,灌木林斑块数占总斑块数的54.8%.各个具体类型的灌木林在斑块大小、斑块形状和景观镶嵌度等方面均具有不同的格局特征.     

岷江干旱河谷中心地段植被微尺度空间格局特征

微尺度景观格局是景观生态学的一个研究热点.干旱河谷是横断山区一类特殊的生态系统类型,生态脆弱,生态退化潜在风险大.选择四川茂县两河口典型样地干旱河谷微尺度景观格局进行研究.研究表明,样地上分布的景观类型多样,斑块类型有19个,植被景观总斑块达3 383个,以基质分布为主,植被斑块状镶嵌其中,主要以中生性耐旱植物为主,植被覆盖度为42.25％.植被景观类型大部分为豆科类灌丛景观,整个景观由川甘亚菊、刺蓬、瓦松、茂汶韭、狗尾草、小角柱花、侧柏、臭椿、滇柏、卷柏、元宝枫、岷江柏景观斑块控制.植被景观分布特征为,帚菊斑块面积最大且分布均匀,小马鞍羊蹄甲斑块最大且聚集度最高,狗尾草斑块破碎化程度最大,蚊子草斑块多样性程度最大,小角柱花多样性程度最小且分布最散.通过空间自相关性分析,研究区植物分布呈现较高的正相关性和空间聚集性,在尺度2m×2m空间自相关值最大,未来干旱河谷区微尺度空间格局研究尺度在这个尺度较适宜.     

营口市景观空间格局及生态环境质量分析

根据营口市2007年土地利用相关图形数据,选用生态意义明确的景观格局指数和区域生态环境指数,从斑块和景观两个尺度对营口市景观空间格局进行定量分析,并揭示了景观格局对区域生态环境的影响.结果表明:(1)林地是营口市占地面积最大,斑块数最多的基质景观,面积比例高达49.80％,斑块个数为1 252个,占总斑块数的38.89％,斑块分离度为0.05;旱地和水田面积比例也较大,分别占21.76％和14.28％;城乡用地面积仅占11.66％,但其斑块数达1 198个;滩涂面积比例最小,仅为0.07％.(2)营口市生态环境质量较好,区域生态环境指数达0.48,高于相邻的盘锦市和瓦房店市.(3)营口市滩涂、沼泽面积较小.     

Spatio-temporal patterns of land use and cropping frequency in a tropical catchment of South India

India's rapid population and economic growth leads to fast changing land use and management practices that have a major impact on the environment. Therefore, this study assesses spatio-temporal dynamics of land use and cropping frequencies using moderate resolution spaceborne data (Landsat 7 and LISS III). Based on a hierarchical knowledge-based classification approach, multi-temporal satellite data from the years 2000/2001 and 2010/2011 have been used to derive land use and cropping frequency maps. The approach adopted in this study resulted in a satisfactory classification quality as indicated by overall accuracies >90% for the individual classifications. A reduced land use pressure on mountainous areas was found, indicated by an increasing development of forests within the transition zones between cultivated land and steep slopes. Furthermore, an increase of tree plantations points to a shift from drought vulnerable plants to less risk prone perennial plants. We found a higher cropping frequency in 2010/11 related to both inter-annual precipitation differences over the course of the rainy season and long-term socio-economic changes. While low yield areas are left for natural succession or switched to tree plantations, the cultivation of high yield areas was intensified.     

基于MODIS数据的2001—2018年中国耕地复种指数反演研究

耕地复种指数的持续稳定关乎国家粮食安全战略,实时高效地获取复种指数时空演变的详细过程信息具有重要意义。论文基于2001—2018年500 m分辨率的MODIS09A1影像数据,利用小波谱顶点的快速自动检测方法获取了全国复种指数的时空分布图,并采用Mann-Kendall检验、启发式分割算法等方法开展了全国复种指数变化形式的时空演变规律及驱动机制研究。结果表明：全国耕地复种指数稳中有升,复种指数均值从2001年的1.14上升至2018年的1.30。全国6%的耕地面积复种指数发生显著变化(约13.5万km²),相当于一个安徽省的面积。复种指数增加面积约占变化面积的2/3,复种指数下降面积约占变化面积的1/3。其中,复种指数增加的面积主要来源于黄土高原区、甘新区的休耕转为单季以及黄淮海区单季转双季,且集中在2004—2013年。2013年至今,全国复种指数仍呈增加趋势,黄淮海区单季转双季的面积保持持续增加是重要的影响因素。复种指数下降的面积主要来源于2009—2013年长江中下游平原区的双季转单季。保持黄土高原区、甘新区的耕地有效种植面积以及黄淮区耕地的双季种植面积,适当抑制长江中下游地区耕地复种指数的下降态势,对于稳定耕地复种指数、确保粮食安全具有重要意义。     

南方水稻复种指数变化对国家粮食产能的影响及其政策启示

中国南方地区水稻生产的变化对国家粮食安全具有重要影响。本文利用Landsat数据提取1990-2015年南方地区水稻种植制度分布及变化,并分析其对粮食产能的影响。结果表明：① 1990-2015年,水稻复种指数从148.3%下降到129.3%,双季稻改种单季稻（“双改单”）损失的播种面积为253.16万hm²,区域上以长江中下游地区变化最为突出。南方地区水稻种植制度整体呈现由北向南“双退单进”的变化格局;② 1990-2015年,“双改单”导致全国水稻产量减少6.1%,粮食产量减少2.6%。水稻主产区湖南省和江西省以及经济发展较好的浙江省因“双改单”水稻减产幅度较大,均超过13%;③ 充分利用“双改单”稻田的粮食产能相当于新增耕地223.3万hm²,为2001-2015年通过土地整治项目新增耕地总量的54%,是2016-2020年全国新增耕地规划目标的1.7倍,可节省约1674.4亿元新增耕地开垦费用。因此,与其追求低质量的“新”耕地,不如充分利用已有的高质量“旧”耕地,政府应转变耕地占补平衡的考核方式,将因提高复种指数增加的播种面积纳入补充指标。     

基于RS和GIS的西双版纳土地覆被动态变化

人口增加、经济发展导致滇南热带地区西双版纳土地利用/土地覆被发生显著变化,这些变化对该区的生态环境及生物多样性保护有着重要影响。基于RS和GIS方法,通过对1976、1988和2003年三个时期遥感影像解译分析,试图了解西双版纳近27 a间土地利用/土地覆被时空变化特征及影响因素。结果表明,近27 a间有林地在西双版纳分布最广、占绝对优势,其中以亚热带常绿阔叶林面积最大;但在研究时段内,有林地面积不断减少、呈现破碎化,尤其是热带季节雨林、山地雨林面积减少最为明显和破碎化最为严重。相应,橡胶园、灌木林面积不断扩大并聚集成片,其中橡胶园在1988~2003年间是面积增长最快、最多的地类,其面积扩张主要来源于对热带季节雨林的砍伐。轮歇地面积在1976~1988年是所有地类中增长最快、最多的,在1988~2003年由于向橡胶园转变而大幅度减小。粗放式的刀耕火种和橡胶种植园的不断扩大是主导本区土地利用/土地覆被变化的主要因素,土地利用变化导致了本区生态环境的退化和生物多样性的丢失。     

泥石流多发干旱河谷区植被恢复研究

云南东北部东川小江流域的干旱河谷土地退化十分严重，土地表层的砾石含量已超过60％，有机质含量、全氮、有效氮、有效磷、有效钾的含量相对于残存燥红土明显下降。草坡是当地的主要植被类型，并未起到防治土地退化的应有作用。以合欢（Leucaena glauca)、马桑（Coriaria sinica)种植为主的恢复方式对土地的恢复有明显的改善作用。高密度的乔木树种合欢的种植使林下的草本物种的数量和组成发生了极大变化，较耐荫的植物占据了林分下层，且物种数量较草坡减少，群落多样性指数降低。三种马桑种植方式下，不但原有的草坡群落的物种仍有大量的生存空间，而且为一些新物种创造了生存环境，从而使物种的种类较原有草坡地增加，提高了群落的多样性指数。合欢种植的生物量最高，对解决当地薪柴严重短缺意义重大，马桑种植在增加灌木层生物量的同时，并未改变草坡的物种组成，还可兼顾解决当地的饲草和放牧，应大力推广。     

科尔沁沙地樟子松人工林土壤粒径分布特征

为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响,以中龄、近熟和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象,以裸沙地风沙土为实验对照,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算分析土壤粒度参数特征,绘制土壤粒配曲线。结果显示：（1） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主,其次是粉粒,黏粒含量最少。随林龄的增长,土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势,砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。（2） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗,分选性较差,偏度值多为正偏度,峰度值多为尖窄,0~10 cm和10~20 cm风沙土分形维数分别为2.18~2.43和1.98~2.17。裸沙地风沙土质地更粗,分选性更好,分形维数更小。（3） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长,10~20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0~10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地,裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异,本研究结果可为科尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。     

The impact of land use/cover change on storage and quality of soil organic carbon in midsubtropical mountainous area of southern China

Land use/cover change (LUCC) is widely recognized as one of the most important driving forces of global carbon cycles. The influence of converting native forest into plantations, secondary forest, orchard and arable land on stores and quality of soil organic carbon (SOC) was investigated in mid-subtropical mountainous area of southern China. The results showed that LUCC had led to great decreases in SOC stocks and quality. Considerable SOC and light-fraction organic carbon (LFOC) had been stored in the native forest (142.2 t hm?2 and 14.8 t hm?2 respectively). When the native forest was converted to plantations, secondary forest, orchard and arable land, the SOC stocks decreased by 25.6%, 28.7%, 38.0%, 31.8% and 51.2%, respectively. The LFOC stocks decreased by 52.2% to 57.2% when the native forest was converted to woodland plantations and secondary forest, and by 82.1% to 84.2% when converted to economic plantation, orchard and arable land. After the conversion, the ratios of LFOC to SOC (0–60 cm) decreased from 13.3% to about 3.0% to 10.7%. The SOC and LFOC stored at the upper 20 cm were more sensitive to LUCC when compared to the subsurface soil layer. Also, the decline in carbon storage induced by LUCC was greater than the global average level, it could be explained by the vulnerable natural environment and special human management practices. Thus, it is wise to enhance soil carbon sequestration, mitigate elevated atmospheric co2 and develop ecological services by protecting vulnerable environment, restoring vegetation coverage, and afforesting in mountainous area in mid-subtropics.     

近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究

依据全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析1980s末至2005年末中国农业主产区内耕地资源数量和空间格局的动态变化,并对由此带来的耕地质量和产能的变化做出宏观评估。主要结论如下:1)2005年农业主产区耕地面积①为9 321.96万hm2,较1980s末增加175.53万hm2。2)耕地在空间上呈现"北增南减"的变化格局。北方的内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区,共增加354.41万hm2,各区分别增长10.29%、19.10%、10.91%和14.14%;偏南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区,各区分别减少2.17%、2.00%、3.15%和5.61%。3)根据土地资源图对耕地质量的划分结果,20年间农业主产区内耕地面积和空间格局的变化导致一等耕地减少3.24%,二、三等耕地和宜林宜牧地分别增加2.91%、7.81%和14.10%。4)考虑各区耕地复种指数和耕地质量的影响,结合耕地单产数据进行耕地产能的核算,结果显示,在耕地数量净增1.92%的情况下,耕地的总体产能依然下降0.84%。     

华北地下水超采区冬小麦退耕的生态补偿问题探讨

压减冬小麦种植面积是有效减少华北平原地下水用量最为有效的方法。近期,国家和地方政府均出台了土地休耕政策,拟在华北地下水超采区退耕冬小麦,实现“一季休耕、一季雨养”。然而,华北平原已经出现农户主动退耕冬小麦的现象。在此背景下,明确冬小麦退耕的瞄准目标、制订合理适度的补偿标准是土地休耕政策有效实施所面对的核心问题。本文利用农户问卷数据,构建多层次logit模型分析农户种植制度决策的影响因素,并计算冬小麦退耕的机会成本,旨在确定华北平原地下水超采区土地休耕政策的瞄准目标,并为农户补偿标准的制订提供建议。结果表明：① 地块层次的土地质量和灌溉条件是解释农户种植制度差异的关键因素,近70%的四等耕地和90%以上的旱地已退出冬小麦耕作,土地休耕政策应瞄准一、二、三等土地质量的水浇地;② 相似耕作条件的地块种植春、夏玉米的净收益大致相同,土地休耕的机会成本等于种植冬小麦的净收益;③ 仅考虑冬小麦对地下水资源的影响,土地休耕政策初期以地下水回升和地下水环境恢复为主要目标时,建议以350元/亩作为补偿标准参考值,后期目标转为维持地下水资源采补平衡时,可调整至280元/亩左右。     

1987—2018年西双版纳橡胶林时空变化及其线状特征

基于1987—2018年西双版纳30 m分辨率橡胶林数据集,利用叠置、缓冲区等GIS空间分析方法,对比分析了过去32年橡胶林沿道路、河流和边境线的空间变化特征与区域差异。结果表明：1) 1987—2018年,西双版纳橡胶种植面积在道路、河流沿线5 km以内分别增加了1 874.6和1 484.6 km²,在边境地区(国境线20km缓冲带)增加了1 393.1 km²。2)从道路沿线看,受橡胶种植可达性和交通运输影响,过去32年道路5 km缓冲带内的橡胶林平均占比超过九成。3)从河流沿线看,因灌溉和水源等需求,过去32年河流沿线5 km缓冲带内橡胶林平均占比69.7%。值得注意的是,受天然橡胶价格持续低迷、城镇化与生态环境保护等影响,2010年河流沿线橡胶林种植面积开始下降,沿线2 km内表现尤为显著。4)从边境地区看,西双版纳橡胶林种植呈明显趋边性特征,跨境种植频繁。过去32年边境沿线地区橡胶林平均占比55.6%,且由1987年的35.4%上升到2018年的66.2%,其中,在中缅边境的扩张面积和速率高于中老边境。