基于GIS的土地整理景观效应分析

以北京市怀柔区的土地整理项目为例,基于GIS,应用景观生态学方法,分析了土地整理前后的土地利用结构和景观格局变化。结果表明:(1)土地整理实施后,项目区超过70％的面积为耕地,其他土地利用类型多转变为耕地。(2)土地利用的斑块数量和斑块密度降幅超过50％;平均斑块面积、最大斑块面积和最小斑块面积分别增加1.2倍、0.4倍和79倍,而斑块面积变异系数降低了24.18%。(3)土地利用斑块形状变得简单规则、空间分布集中,景观边缘密度、形状指数和分离度指数明显降低,降幅超过29％,分维数略有降低,而聚集度升高。(4)土地整理在减轻景观破碎化的同时也降低了景观多样性,斑块类型丰富度指数降低14%,而Shannon与Simpson的多样性指数和均匀度指数的降幅超过30%。     

基于最小阻力模型的土地整治中生态连通性变化及其优化研究

以南京市高淳区东坝镇土地整治项目为实验区,基于格局-过程-效应的视角,运用最小累积阻力模型分析土地整治对生态连通性的影响及生态格局优化途径。结果显示：① 从景观格局看,土地整治后生态景观破碎度降低,集聚度上升,较整治前更规整,但景观优势、空间连接度和多样性指数下降,不利于整个生态系统的自组织能力与可持续发展;② 从景观过程看,土地整治后原有的生态廊道被侵占和阻断,景观生态服务功能和强度均弱化。③ 从景观效应看,土地整治后生态功能连通性降低,生态流阻隔,形成明显的3个“生态孤岛”。因此,研究区在整治过程中需注意保护东-西方向生态流迁移关键通道和南-北方向、西南-东北方向辅助通道的畅通,努力优化整治区生态格局。     

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

在3S技术支持下,结合景观格局定量分析方法,基于30 m分辨率的土地利用/覆被数据,对中国退牧还草工程区2000-2010年土地利用/覆被时空分布特征进行研究。通过利用土地利用转移矩阵和动态度来判定土地利用变化的速度和区域差异,并在斑块类型和景观水平上分析研究区景观格局特征,探讨土地利用格局变化的生态效应。结果表明：①近10年来,研究区土地利用/覆被类型以草地和其他类用地为主,整体内部结构稳定少动。草地变化面积仅占2000年草地总面积的0.37%;林地、湿地、耕地和人工表面的面积均有所增加;其他类用地面积有所减少。②全区土地综合动态度均小于0.1%,土地利用/覆被变幅较小,除人工表面较活跃外,其他各类型变化相对缓慢,且各省土地利用区域差异较小。③研究区内景观基质未发生改变,区域景观破碎度递减,景观多样性水平上升,景观聚集度和连续性微弱下降,景观整体保持较完整态势。退牧还草工程的实施使土地利用/覆被结构和景观格局均得以优化。     

热带海岛规模性土地整治项目区生态质量变化过程与特征分析

土地整治通过重塑国土空间格局,改变区域生态系统的结构与功能,进而对生态系统质量产生影响。本研究以热带海岛地区土地整治重大工程项目区为研究对象,引入遥感生态指数（RSEI）,在构建生态质量变化评估模型的基础上设置对照区,对比分析土地整治全生命周期内区域生态质量变化过程及空间特征。结果表明：① 土地整治在全生命周期不同阶段深刻影响着区域的土地利用格局和生态过程,遥感生态指数能够结合现象特征发现、变化过程解析,直观、动态地反映区域生态质量状况,对有效表征土地整治区生态环境质量状况、开展长期有效监测评估等具有适宜性;② 土地整治对区域生态质量具有较为明显的负面影响,但随整治周期推移,负向影响减弱逐步呈现正向影响。生态质量呈中期<初期<后期趋势。整治区生态质量呈“V”字型变化态势,而对照区生态质量呈“N”字型变化态势。③ 研究区内,整治区与对照区的生态质量短期内呈“两极分化”态势,整治区生态质量改善比例为51.23%略低于对照区的52.68%,降低比例28.31%略高于对照区的25.51%。④ 研究期内,生态质量热点斑块主要集中于北部地区,冷点斑块主要分布于南部及南渡江左岸地区。而生态质量变化的热点斑块主要分布于对照区和南渡江右岸的整治区,冷点斑块则主要分布于对照区和南渡江左岸的整治区。研究结果提升了土地整治生态影响机制认识,为区域尺度开展土地整治生态响应评价分析、生态化土地整治实施与管理对策研究提供借鉴参考。     

基于生态适宜性评价的西南丘陵区土地整治工程布局研究

如何科学合理地识别土地整治工程的生态适宜性,是评判当前土地整治工程是否实现“有利生产,方便生活,兼顾生态”目标的重要依据,更是土地整治理论与规划亟待解决的重要命题。选取川东平行岭谷区的垫江县为研究区,立足146个土地整治项目,借助生态位思想进行土地整治工程生态适宜性评价,计算土地生态整治工程布局潜力指数,对土地整治工程生态化布局进行定向。结果表明：① 土地整治工程生态适宜性指标影响显示出显著异质性,其中耕地连片度、坡度、灌溉保证率是开展土地整治工程生态适宜性评价的首选因素。② 土地整治项目中单项工程的生态适宜性水平差异较大,其中土地平整和灌排系统的生态适宜性低于临界水平,田间道路和生态景观工程的生态适宜性高于临界水平。③ 土地整治项目整体工程的生态适宜性程度差异显著,各项目土地整治工程生态适宜性均值为0.72,处于生态适性的临界水平。适宜等涉及土地整治面积7434 hm²,占9%。临界适宜等涉及土地整治面积54530 hm²,占67%。不适宜等涉及土地整治面积18845 hm²,占24%。④ 研究区土地整治工程生态适宜性布局整体呈多样化格局,Ⅰ等潜力区主要位于研究区中西部,布局方向为发展多功能农业,应注意如何保证其经济价值实现的同时不损害其生态价值。Ⅱ等潜力区分布范围较广,布局方向为发展大宗粮油产业,应思考在保证其粮食生产的同时尽量避免对农田生态系统的破坏。Ⅲ等潜力区主要位于鹤大台地区,布局方向为发展生态立体农业,应强调如何在保证生态环境不受破坏的前提下发展具有山区特色的生态农业。     

基于改进当量的甘肃省耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系研究

为量化分析耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系,采用改进的耕地当量因子,对甘肃省2014年耕地生态系统服务价值进行定量化研究,并采用双变量空间自相关探讨其与区域经济发展在空间上的关联关系。结果表明：（1）在GPP修正的基础上估算得到的甘肃省2014年耕地生态系统服务价值为4.96×10¹¹元,其中水资源供给功能的价值为负,食物生产功能的生态系统服务价值相对较高,美学景观功能的生态系统服务价值最低。（2）双变量空间自相关显示人均国内生产总值与耕地生态系统服务价值在空间上存在显著的负相关关系,Moran’s I指数为-0.252 3。局部双变量空间自相关LISA图也显示低-高聚集区主要分布在经济发展相对落后、具有明显生态优势的东南部地区;而高-低聚集区则主要分布在经济高速发展,生态环境相对恶劣的西北部地区。研究结果可为甘肃省生态环境管护与区域经济发展提供决策参考,为实现经济增长与生态保护统筹协调发展提供参考依据。     

都市农业景观破碎化过程对生态系统服务价值的影响——以西安市为例

利用西安市土地利用解译图及社会经济数据,在界定都市农业景观的前提下,分析西安市都市农业景观破碎化过程,在此基础上分析都市农业景观破碎化对生态系统服务价值的影响。结果表明：① 1999-2011 年,西安市都市农业景观的斑块密度、分离度指数增加,都市农业景观呈破碎化趋势;② 都市农业景观分离度与都市农业生态系统服务总价值及各项价值均呈较强的负相关关系;破碎化过程中废物处理及土壤形成价值减少量最大,同时食物生产价值减少率最大,减少了12.73%,娱乐文化减少的价值量及减少率最小,为1.93%;③ 耕地、林地、水域呈景观破碎化趋势,而园地聚集度上升,同时耕地、林地、水域的生态系统服务价值下降,园地生态系统服务价值增加。     

土地综合整治对生态系统服务价值的影响 ——以广东江门沙仔岛为例

以广东省首个土地综合整治示范项目——江门市新会区沙仔岛为例,采用生态系统服务价值法(Ecosystem Service Value Method,ESV),探讨了土地综合整治对研究区生态系统服务价值的影响.结果表明:土地整治前后土地利用类型、结构的调整及生态修复措施的实施,是提升沙仔岛生态系统服务价值的重要因素.土地整...     

流域土地利用/覆被变化对洪河保护区湿地景观的影响

从流域尺度, 应用遥感和GIS 技术对1954 年以来6 个时段土地利用/ 覆被变化进行分析, 并采用景观生态学方法对洪河保护区及其所在浓江河流域湿地景观多样性和景观连通度进行计算, 系统研究了流域土地利用变化对保护区湿地景观的影响。结果显示: ① 浓江河流域大规模土地利用发生在20 世纪80 年代之后, 年均耕地面积增长速度为101 km²/a; ② 土地利用/ 覆被变化直接导致流域湿地景观多样性降低, 同时也间接影响了洪河保护区湿地景观多样性; ③ 流域土地利用变化带来的景观连通度降低严重割断了景观之间原有的物质交换和功能维持关系, 是导致保护区湿地景观结构和功能改变的主要因素之一; ④ 恢复保护区周围一定面积的湿地, 维持良好的景观连通度是实现保护区自然保护效益的方法之一。     

三江平原别拉洪河流域湿地农田化过程研究

自20世纪50年代以来,三江平原的别拉洪河流域在经历了3次大规模开荒后,大面积的湿地被农田所替代,耕地面积迅速增加,湿地农田化过程干扰和破坏了原有的湿地环境。在遥感和地理信息系统技术支持下,应用景观生态学方法,利用1954年、1976年、1986年、2000年和2005年的土地利用数据,分析了研究区近50 a来的湿地农田化过程。结果显示,湿地农田化过程中大面积的湿地斑块被农田斑块所取代,破碎化的小耕地斑块又逐渐合并为大的耕地斑块,并导致斑块形状复杂度指数逐渐增大,景观均匀度指数呈现波动变化;耕地面积在1954~1986年期间增长幅度较大,特别是在20世纪70年代末和80年代初的改革开放初期,研究区景观动态度为0.201,远高于其它时期;目前,农田景观已成为主要景观类型,农田面积占研究区总面积的63.69%,湿地面积占研究区总面积的比例由1954年的64.83%减小到2005年的19.44%。质心模型的分析结果显示,近50 a来研究区耕地景观质心平移幅度明显大于湿地景观,湿地景观质心不断地向东北方向移动,偏移了约20.5 km,而农田景观质心逐渐向东平移,平移了约44.7 km。农业开垦是研究区湿地大面积消退的主要原因。     

人类土地利用干扰对黑河中游湿地时空变化的影响

干旱区湿地是典型的脆弱生态系统,湿地景观格局变化与人类的干扰活动密切相关。在RS和GIS技术支持下,基于1975-2016年长时间序列遥感影像,利用景观开发强度指数（LDI）和土地利用转移矩阵模型等分析方法,定量评估了人类土地利用干扰对黑河中游湿地时空变化的影响。结果表明：研究区湿地面积总体呈现下降趋势,但人工湿地总体呈增加趋势;湿地景观的异质性、破碎化程度增强,湿地斑块之间的聚集度下降;总体上研究区各类湿地的LDI指数呈上升趋势,湿地的人为干扰程度增强,2001年后湖泊湿地的人为干扰程度最强。在人为干扰下湿地多转化为林地、草地、居工矿用地及耕地。人为干扰对湿地的影响因湿地类型而异。因此,科学评价不同类型湿地的人为干扰状况,对不同类型湿地制定相应的保护策略具有重要意义。     

1996—2015年纽约湾区生态系统服务对景观格局变化的响应

生态系统服务价值对景观格局演变的响应研究已成为地理学、生态学等领域的研究热点。以纽约湾区为研究区,利用1996—2015年土地覆被数据和数字高程数据,采用生态系统服务价值当量估算法、景观格局指数、空间自相关分析等方法,分析1996—2015年湾区景观格局的时空演变规律,定量评估研究区生态系统服务价值,探讨纽约湾区生态系统服务价值对景观格局变化的响应。结果表明：①纽约湾区景观以林地和建设用地为主,其整体变化幅度较小,20年间湿地面积减少约10.94%,而建设用地增长幅度较高,约25.91%。②纽约湾区1996—2015年间ESV总量呈逐步减少,20年间共减少57.83亿元,2000—2005年间下降幅度较大约1.69%。③湾区ESV空间异质性较强,不同地区ESV增减所对应的土地利用转移各有差异。湾区南部热点区多出现湿地增加,而北部则以水域、草地增加为主。湾区西部冷点区多为湿地转林地的现象,而中部冷点区则以建设用地增加为主。④除建设用地外,湾区其余地类均呈现人为干预越少,景观结合度、聚集度越高,越有利于提升湾区整体的生态系统服务价值的规律。⑤纽约湾区ESV强度与土地利用程度（La）的空间关联性较弱,且湾区生态环境质量逐年下降。研究结果希望对世界级大湾区环境资源利用率的提升研究具有借鉴意义。     

张家口市景观格局及旅游生态服务价值演进研究（英文）

北京冬奥会部分项目于2022年在张家口举办,张家口作为重要的冰雪旅游地,在其建设过程中其景观格局的变化速率、景观生态安全水平、生态系统服务价值尤其是旅游生态服务价值的研究极为必要。本研究运用2000–2020年间的土地利用数据,综合分析张家口土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观脆弱度、景观干扰度、生态系统服务价值、旅游生态服务价值等的动态变化。结果表明,2015–2018年张家口市景观格局发生大幅扰动,景观生态安全在景观格局调整的过程中受到威胁,直至2020年景观格局经过调整并稳定以后,景观生态安全重新恢复,生态系统服务价值尤其是旅游生态服务价值得以显著提升。本研究结果将为张家口冰雪旅游地景观格局的优化,以及旅游生态价值的提升起到重要的推动作用,同时,可对我国其他冰雪旅游地的发展提供重要借鉴。     

喀斯特和非喀斯特区农业景观格局变化及生态 系统服务价值变化对比——以广西全州县为例

选取广西壮族自治区典型喀斯特丘陵盆地——全州县为研究区,根据景观格局和生态系统服务价值相关理论,采用2005、2010和2015年TM遥感影像的解译结果及社会经济统计数据,借助ArcGIS和Fragstats软件,对比分析了2005―2015年全州县喀斯特区和非喀斯特区的农业景观格局和生态系统服务价值变化,结果显示：1）2005―2015年间全州县农业景观格局发生明显变化,但喀斯特区和非喀斯特区优势景观类型均未发生变化。2）10年间农业景观用地面积喀斯特区减少了472.23 hm2,非喀斯特区减少了476.28 hm2,但喀斯特区的减少率高于非喀斯特区;喀斯特区比非喀斯特区景观更加破碎,斑块形状更加分散、复杂,景观异质程度更高。3）研究期内喀斯特区生态系统服务价值减少0.01亿元,非喀斯特区生态系统服务价值增加0.04亿元。其中,有林地的减少对2个区域生态系统服务价值减少的贡献率均为最大,喀斯特区达到78%,非喀斯特区达到83%,水域景观的增加导致2个区域生态系统服务价值增加。     

托木尔峰国家级自然保护区土地利用/覆被生态服务价值变化分析

参照中国陆地生态系统服务价值当量,结合研究区不同土地利用∕覆被类型的生物生产量,研究各土地利用/覆被类型的生态服务价值变化。结果表明：① 1989-2014年,冰川面积增长27.63%,草地增长35.69%,水体减少55.43%,荒地减少13.81%,林地减少9.87%;1989-2002年的区域综合动态度为0.72%,2002-2014年的为0.62%。② 保护区的生态服务价值为52.31×10⁸元/a,突出了保护区重要的生态地位。在保护区11项生态服务功能中,水文调节和水资源供给生态服务功能价值最高,食物和原料生产生态服务功能价值较低。③ 1989-2014年生态服务总价值量降低31.49%,其中冰川和草地的总价值量持续增长27.63%和35.70%,水体和荒地的持续减少55.43%和13.81%,林地的先减22.13%,后增15.75%。在价值构成比例上,1989年水体占主要地位,2014年冰川占主要地位。     

西安市城市景观的正负生态系统服务测算及空间格局

综合测评城市景观的复合（正负）生态系统服务功能和评价不同城市景观类型的生态系统服务贡献,对优化、调控在城市化影响下的景观转换和城市生态环境建设等具有重要的科学意义。运用景观生态学理论与生态系统服务理论,基于研究区的TM遥感影像和Erdas、ArcGIS 10.1软件对西安市建成区2013年城市景观的复合生态系统服务进行测算和空间分析。结果表明：① 西安城市景观产生的负向生态系统服务价值远高于正向生态系统服务价值,净生态系统服务达-12.71×10⁸元;在城市化过程中,随着自然景观向半人工景观、人工景观的转变,导致景观生态系统服务的价值急剧下降,负向生态系统服务占主导,87.81%的土地复合生态系统服务为负值,仅有12.19%的土地复合生态系统服务为正值,以建筑用地为主体的城市景观体系必然会导致生态系统服务的下降。② 西安市城市景观的总正向生态系统服务空间分布差异明显,整体呈现为研究区中心值低于四周,沿行道绿地、公园绿地等景观形成格网状、斑块状分布的高值区;总负向生态系统服务整体上呈现中心值高于四周,高值区较集聚,自然景观和半人工景观是维系城市正向生态系统服务的主要景观类型。③ 城市景观的空间分布基本上决定了复合生态系统服务的空间大格局,西安市各城市景观类型的空间组合与镶嵌状况,使得生态系统服务正负值呈斑块状、棋盘状交错分布的格局。愈向城市外围,复合生态系统服务价值越高;城中林地、绿地和水域分布的地方是复合生态系统服务价值网状高值区。     

“一带一路”背景下博多河流域景观格局变化及生态风险评价研究

“一带一路”沿线国家的生态风险研究有利于区域可持续发展,充分发挥对外辐射的作用,促进国家间经济流动、贸易畅通,实现共同繁荣。以孟加拉国博多河流域为例,选取1980—2017年期间的5期遥感影像,基于景观格局指数建立生态风险模型,综合运用空间自相关分析法、地统计学分析法、重心转移法等方法,研究流域景观格局变化特征以及生态风险演变规律。结果表明：（1）1980—2017年流域内景观类型主要是林地和耕地,且景观格局变化显著,耕地和湿地面积减少,林地、建设用地和未利用地面积增加;（2）1980年以来,流域生态风险整体呈下降趋势,但各类风险转化显著,除低风险区面积减少之外,其余风险区均存在不同程度的增加,各期流域生态风险重心均位于锡拉杰甘杰县,主要在流域中部沿南北方向发生偏移;（3）流域内各期的生态风险在空间上呈显著正相关关系,“高-高”集聚基本稳定,主要分布在博多河及其沿岸;“低-低”集聚变化显著,由博多河下游先向上游及流域西南部变化,后逐渐向流域西部和南部聚拢。研究结果为构建流域生态安全格局及进行生态风险预警工作等提供科学依据和理论支撑。     

浑善达克沙地景观结构变化对生态系统服务的影响

京津风沙源治理是中国政府实施的具有重大战略意义的生态工程,实施近20年,区域生态环境状况发生了根本转变。为了定量评估京津风沙源治理工程实施以来景观结构变化及其对生态系统服务价值的影响,以浑善达克沙地为研究区域,以生态调节服务（风蚀防治、水蚀防治、碳固存）、生态供给服务（牲畜养殖、粮食生产）、生境支持服务（自然生境多样性、人口居住支持服务）等指标,利用生态系统服务复合指数（Multiple ecosystem services landscape index,MESLI）和景观格局指数,运用冗余分析（redundancy analysis,RDA）和变差分解（Variation Partitioning）方法,研究了生态系统服务及集成的时空格局,以及植被景观组成与景观配置对区域生态系统服务贡献的变化。结果表明：（1）2000—2015年,浑善达克沙地的林地、草地面积减少,沙地面积则增加了110%;林地的景观结构改善,而草地与沙地的景观破碎化明显,连通度降低。（2）研究区东部和南部的生态系统服务价值增加了19%—85%,主要与林地景观的空间配置结构改善有关;中部和西部生态系统服务总体降低了...     

伊犁河三角洲景观结构的影响机制研究

在遥感和水文数据的支持下,根据伊犁河三角洲作为典型的中亚干旱区内陆河流域尾闾区域特点,确定了伊犁河三角洲的景观分类系统。通过采用景观结构梯度分析法、景观干扰度指数和景观Kappa指数等方法,系统地分析了近32 a（1975-2007）伊犁河三角洲景观结构的时空演变特征,并对景观结构的影响机制做了充分地探讨。结果表明：（1）沿着一定的地形梯度和水文梯度,伊犁河三角洲流域景观表现出特殊的纵向结构、横向结构的梯度特征和景观内部特征,与地表水直接关联的景观类型表现尤为明显,如湖泊、沼泽、漫滩。（2）在人为活动和自然环境的双重影响下,近32 a伊犁河三角洲景观结构的空间变化具有一定的周期性和不稳定性,主要体现为景观类型面积和空间位置的变化,其中以湿地景观类型的变化最为显著。（3）生态干扰对景观结构的影响因景观类型的不同存在显著的差异性和时空变异性,以湖泊和沼泽受干扰作用最为明显。高、中、低三种干扰强度区域的空间分布及面积变化同样具有一定的周期性和不稳定性。（4）水利工程建设和自然环境是影响伊犁河三角洲景观结构的主要驱动力。水利工程对伊犁河的拦蓄引起景观结构变化的作用最为深远,它通过改变三角洲上游的水文情势直接影响整个区域的景观结构。而自然环境因素中的地形和水文条件主要影响湿地景观类型的时空分布,气候因子则直接影响河川径流量。     

农牧交错带农田景观格局对土地生态环境安全的影响——以呼和浩特市为例

在GIS支持下,利用卫星遥感影像提供的信息和非遥感信息想结合的方法,获得研究区农田景观空间分布格局和生态环境现状数据资料。从区域农田生态系统特点和地区土地生态安全角度出发,通过对市域农田景观空间格局特征及其对土地生态环境安全影响的分析,显示出农田景观格局的空间差异性与破碎度高是农牧交错地区土地生态环境安全的重要影响因素。调整土地利用结构、加强地区土地整理与生态农业建设投入,是保证区域土地生态环境安全,促进区域社会经济可持续发展的主要途径。