沙溪流域永安段景观指数筛选与景观变化分析

以沙溪流域永安段为研究对象,利用RS、GIS技术,解译遥感影像获得的研究区景观类型分布图．运用Fragstats软件计算出研究区23个景观指数,根据相关分析和因子分析法对景观指数进行筛选,并据此对景观格局变化进行定量分析,结果表明：1）可用斑块类型的面积及幅度特征因子、形状复杂性因子、空间分布特征因子3个公因子表达23...     

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%。     

欠发达地区聚落景观空间分布特征及其影响因子分析——以安徽省宿州地区为例

以欠发达地区——皖北宿州地区的聚落为研究对象,采用景观格局分析软件FRAGSTATS计算了5个景观格局指标。用ArcGIS软件计算了形状指数、景观类型空间邻接比例、最邻近指数、最近距离以及聚落的耕作半径,分析了该区聚落景观的空间格局特征及影响因子。结果表明:耕地是宿州地区的景观基质,聚落是宿州地区分布最广、斑块数目最多的景观类型;耕地是影响农村聚落分布格局的重要因子;农村聚落分布受中心城镇影响明显;用缓冲区的方法求取耕作半径在耕地分布均匀地区较为实用。     

德化县土地细碎化及其空间自相关性分析

利用2016年德化县土地利用现状图,以各个乡镇为单位,用Fragstats4. 2计算出耕地斑块密度因子、面积加权形状因子、斑块平均面积指数、面积加权分形维数与平均最近距离指数这5个指标值,来衡量土地细碎化程度,利用主成分分析法对这5个指标采用数据降维操作,得到2个主成分因子,进而分析了第一、二主成分、综合主成分这3个指标的空间相关性,结果表明:(1)第一、二主成分可以很好的反映德化县各个乡镇的细碎化状况;(2)德化县的耕地细碎化具有一定的空间自相关性,表现为一定的集聚特性。     

基于3S技术的内蒙古乌审旗景观格局研究

以乌审旗2005年30 m分辨率的TM遥感影像为基本数据源,在ArcView和ArcMap支持下,得到乌审旗景观分布格局图,并对景观单元特征指数、斑块形状指数、斑块数破碎化指数、斑块分维数、景观异质性指数进行统计分析。结果表明,在乌审旗21 495个景观斑块中,斑块数目最多的为沙地景观,共有10 357块;总面积最大的也是沙地,为6.28×109m2;水域景观总面积最小,仅为5.36×107m2;平均面积最大的是工矿用地,为4.26×106m2;景观斑块密度最大的是耕地。各类斑块形状均较复杂,近圆度极小,居民点由于受到人为规划的影响呈现明显的几何形状特点,故景观形状指数最小;随着人类干扰强度的增加,从自然景观、半自然景观到人工景观,多样性指数、破碎化指数均依次减小,景观多样性指数沙地最高、工矿用地最低;居民点的优势度指数最高,其均匀度指数最低;整个研究区各景观分数维值均小于1.4,景观的自相似程度比较高。     

基于典范对应分析的滨海滩涂围垦区景观格局与土壤盐渍化关系北大核心CSCDCSSCI

以江苏中部如东滩涂围垦区为研究区,利用典范对应分析探讨不同空间尺度景观格局对土壤盐渍化程度的影响和贡献度。结果表明:(1)研究区斑块密度、边缘密度、景观形状指数、聚集度指数、散布与并列指数较高,说明景观破碎化程度较高,景观结构复杂,景观分布受人为干扰的程度较大。(2)土壤中Na+和Cl-分别占阳离子总量和阴离子总量的87.4%和90.1%,土壤盐渍化指标的变异系数为53.49%~129.03%,反映了土壤盐分的非均匀分布。(3)研究区景观格局指数在100 m和200 m缓冲区尺度分别能累积解释土壤盐渍化程度变化的66.6%和80.1%,土壤盐渍化程度与农建地和水浇地面积比例呈正相关关系,与旱地面积比例呈负相关关系。(4)景观水平上的土壤盐渍化程度与最大斑块指数、蔓延度指数呈正相关关系,与斑块密度、边缘密度、景观形状指数、香农多样性指数呈负相关关系;斑块类型水平上,最大斑块面积指数、边缘密度、景观形状指数是影响研究区土壤盐渍化程度的共性指标。研究对于优化滩涂围垦区土地利用格局,降低土壤盐渍化程度具有重要意义。     

基于典范对应分析的滨海滩涂围垦区景观格局与土壤盐渍化关系

以江苏中部如东滩涂围垦区为研究区,利用典范对应分析探讨不同空间尺度景观格局对土壤盐渍化程度的影响和贡献度。结果表明:(1)研究区斑块密度、边缘密度、景观形状指数、聚集度指数、散布与并列指数较高,说明景观破碎化程度较高,景观结构复杂,景观分布受人为干扰的程度较大。(2)土壤中Na+和Cl-分别占阳离子总量和阴离子总量的87.4%和90.1%,土壤盐渍化指标的变异系数为53.49%~129.03%,反映了土壤盐分的非均匀分布。(3)研究区景观格局指数在100 m和200 m缓冲区尺度分别能累积解释土壤盐渍化程度变化的66.6%和80.1%,土壤盐渍化程度与农建地和水浇地面积比例呈正相关关系,与旱地面积比例呈负相关关系。(4)景观水平上的土壤盐渍化程度与最大斑块指数、蔓延度指数呈正相关关系,与斑块密度、边缘密度、景观形状指数、香农多样性指数呈负相关关系;斑块类型水平上,最大斑块面积指数、边缘密度、景观形状指数是影响研究区土壤盐渍化程度的共性指标。研究对于优化滩涂围垦区土地利用格局,降低土壤盐渍化程度具有重要意义。     

滨海开发带景观格局指数的尺度效应及对土地利用变化的响应——以江苏省大丰市为例

以江苏省大丰市为例,基于景观生态学方法,从斑块类型和整体景观两个水平研究了滨海开发带景观格局指数的尺度效应及其对土地利用变化的响应。结果表明:斑块水平上,耕地、水域及水利设施用地是对尺度变化较为敏感的用地类型;斑块密度、斑块结合度指数、斑块聚集度指数、有效网格大小、面积加权平均形状指数是对尺度变化较为敏感的指数。景观水平上,不同转换尺度形成的土地利用景观的空间异质性差异不大;各景观指数随尺度增加均呈现出下降的趋势,其变化可用指数函数或二项式函数进行拟合。2008年以来土地利用变化使景观的丰富度和结构的复杂性有所提升,景观斑块的破碎度、连通性和聚集性降低,分离度增大。总体上滨海开发带土地利用变化使研究区景观格局更加合理,生态稳定性进一步增强。     

雅安市雨城区景观格局动态特征分析

利用雅安市雨城区1996年、2003年土地利用现状图，在ArcGIS平台下进行矢量化，生成两期土地利用现状图及属形数据，通过FRAGSTATS景观格局分析软件，计算相应的景观格局指数，用以描述研究区景观格局特征。结果表明，研究区在1996～2003年，斑块数明显增加，平均斑块面积减小，景观斑块的形状趋于复杂且不规则，表现为分维数的增加；通过景观破碎度的分析，斑块密度、边界密度呈上升趋势，斑块连接度、聚集度减小；1996年、2003年两个时段的基质景观均是林地，主要景观类型为林地、耕地；通过景观多样性、均匀度、聚集度分析，景观异质性增加。     

土地利用分类对景观格局指数的影响

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类：① 第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系 (对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系) 来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;② 第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段 (或阶梯形) 变化,存在多种可能 (S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③ 第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。     

云南哈尼梯田景观格局指数筛选研究（英文）

本文旨在筛选出一系列适合描述哈尼梯田景观格局的指数。我们从面积与边缘、形状、核心面积、隔离度/临近度、聚集度、多样性6个方面选取了47个景观指数,基于ArcGIS平台,将土地利用图矢量数据转化成栅格数据,栅格大小由30m×30m,以5m为间隔,增加至175m×175m,共计30幅土地利用图。运用SPSS软件,通过Pearson相关分析,47个景观格局指数分为21个小组,组内指数的两两相关性都在90%以上。每组选取代表性的指数,进行主成分分析,得出前5个主成分的方差变量能够占总方差变量的93%。选取旋转后各分量中具有最大相关性的5个景观结构指数来表达主成分的5个因子分别是分散指数(Splitting index[SPLIT]),斑块面积分布方差指数(Patch area distribution[AREA_CV]),香农多样性指数(Shannon’s diversity index[SHDI]),几何最近邻距离加权平均值指数(Euclidean nearest neighbor distance distribution[ENN_AM]),总核心面积指数(Total core area[TCA])。考虑到哈尼梯田的实际景观特征并结合前人的研究成果,我们增加平均分维数(Patch fractal dimension distribution[FRAC_MN])作为第6个指数。由于景观指数具有尺度效应,我们通过景观格局指数与尺度变化关系图,计算得出红河哈尼梯田景观格局指数的尺度域为40–45m之间。通过分维分析法,识别出哈尼梯田的特征格局在40–45m之间,即研究哈尼梯田的景观格局的最适宜栅格大小为40–45m之间。通过研究,我们认为以上6个景观指数能够反映哈尼梯田的景观格局特征,同时也可以运用这6个指数来描述类似哈尼梯田的景观格局。     

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。     

Landscape metrics for three-dimensional urban building pattern recognition

Understanding how landscape pattern determines population or ecosystem dynamics is crucial for managing our landscapes. Urban areas are becoming increasingly dominant social-ecological systems, so it is important to understand patterns of urbanization. Most studies of urban landscape pattern examine land-use maps in two dimensions because the acquisition of 3-dimensional information is difficult. We used Brista software based on Quickbird images and aerial photos to interpret the height of buildings, thus incorporating a 3-dimensional approach. We estimated the feasibility and accuracy of this approach. A total of 164,345 buildings in the Liaoning central urban agglomeration of China, which included seven cities, were measured. Twelve landscape metrics were proposed or chosen to describe the urban landscape patterns in 2- and 3-dimensional scales. The ecological and social meaning of landscape metrics were analyzed with multiple correlation analysis. The results showed that classification accuracy compared with field surveys was 87.6%, which means this method for interpreting building height was acceptable. The metrics effectively reflected the urban architecture in relation to number of buildings, area, height, 3-D shape and diversity aspects. We were able to describe the urban characteristics of each city with these metrics. The metrics also captured ecological and social meanings. The proposed landscape metrics provided a new method for urban landscape analysis in three dimensions.     

Quantifying landscape structure of the Heihe River Basin, north-west China using FRAGSTATS

We have compiled landscape map of the Heihe River Basin based on the land-use map using geographic information systems. A total of six ecoregions was delineated. Various landscape metrics of each zone, including area, patch density and size, edge, shape, nearest-neighbor, diversity, and contagion and interspersion metrics were calculated using the landscape structure analysis program FRAGSTATS. The results indicated that the landscape pattern of the Heihe River Basin is mainly controlled by the distribution of water resources. The landscape structure in the mountainous area of the Heihe River Basin shows a high continuity and complex patch shapes. The landscape structure of the oasis area shows the most complex landscape structure, the richest patch types, and the highest diversity. The oases are distributed along rivers and artificial channels, and are heterogeneous mosaics embedded in the desert landscape matrix. The landscape structures of oases in different zones vary greatly. In the oasis zone in the Hexi Corridor, the artificial oasis, dominated by irrigated farmland, is one of the most important landscape elements. Conversely, in the Ruoshui River Delta zone, the patches are fragmented and the landscape is easily disturbed. In the transitional belt between oasis and desert, the patch types are meadow, salinized meadow, salt desert, and marsh, which are fragmented and distributed in clusters. These patch types reflect the biodiversity in the arid region and play an important role in resisting the desertification in the area, suggesting they must be protected carefully. In the desert area, such as the northern Alxa High Plain, the bare gobi is a landscape matrix with absolute dominance and very high contagion, while other landscape types in the zone are heterogeneous mosaics embedded in the matrix with very small percentage.     

Progressive landscape fragmentation in relation to cash crop cultivation

Cash crop cultivation has been a critical driver of land use change in many countries around the world. However, few efforts have been made to quantify the relationships between cash crop expansion and the subsequent landscape pattern changes. This paper characterized the process of cash crop expansion across Tiaoxi watershed (China) from 1985 to 2009 using multi-sensor and multi-temporal remotely sensed imageries. Correlations were identified between indicators of cash crop expansion (total area and total production of cash crops) and a family of landscape fragmentation metrics (patch density, edge density, landscape division index, effective mesh size, splitting index, Shannon's diversity index, and aggregation index). Results showed that Tiaoxi watershed experienced profound cash crop expansion and progressive landscape fragmentation. The cash crops spread in accessible and productive areas at the expense of paddy and forests. Social drivers of cash crop expansion included population growth, labor structure changes and market incentives. Indicators of cash crop expansion presented linear relationships with landscape fragmentation metrics. These findings evidenced that cash crop cultivation would significantly fragment landscapes. Our study contributed to understanding on the enlarging cultivation of cash crops and the associated modifications of landscape patterns in subtropical regions.     

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.     

土地利用空间格局的图形信息表达初步研究

土地利用表现为在自然要素和人类活动的综合作用下的一系列异质性的图形。不同的土地利用空间格局的地学形成机制、生态功能、演化方向和对环境的影响各不相同,其空间图形也千差万别。运用景观生态学原理、地理图形信息理论,以位于中国北方农牧交错带的吉林省前郭县作为研究区,在GIS的支持下,归纳、抽象了各主要土地利用类型斑块形状及其描述参数,探讨了土地利用空间格局和空间分布的表达方法(VCM曲线),实现了土地利用空间格局图形的数量化描述和分析。其结果为从图形信息机理的角度研究土地利用格局的地学形成机制及生态功能、时空演化等方面奠定了基础     

基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型

城市生态用地规划是城市生态系统保护的重要基础和前提。针对传统空间规划方法的不足,提出基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型。研究对蚁群优化算法的空间禁忌策略、选择策略进行改进,考虑了城市生态用地的生态效益和空间集约性,在规划目标函数中引入生态适宜性、空间紧凑度和最邻近距离指数,并设计最邻近距离指数的栅格计算方法。以广州市为例,分别模拟城市生态用地占广州市面积15%,30%和50%情景下的生态用地规划方案,取得了较好的效果。研究表明：基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型能够合理的对城市生态用地的空间布局进行配置,明显提高了城市生态用地生态效益和空间集约性。