景观格局变化的水质净化服务响应关系研究进展

景观格局变化对生态系统水质净化服务具有重要影响.为深入探究景观格局对水质净化服务的影响机制,通过国内外相关文献的系统梳理,总结出不同时空尺度下,景观格局对水质净化服务的影响存在差异,即水质净化服务对景观格局的响应具有尺度依赖性.相同尺度下,不同地形条件和景观基质也会使得景观格局对水质净化服务的影响表现出空间分异性.同时,景观格局与水质净化服务之间存在阈值效应,这使得决策者进行景观格局优化与水质保护时需要更为全面地考虑各种因素.针对当前研究存在的水质净化服务对景观格局响应的特征空间尺度不明晰、景观配置及空间分异特征研究有待加强,阈值效应不明确等问题,未来需开展多等级多尺度的对比研究,从不同侧面阐释景观格局与水质净化服务作用的特征尺度,发展能表征生态过程的景观格局指数,加强景观配置对水质净化服务影响的研究,深化不同影响因素下,两者之间空间分异特征探索,探究水质净化服务对景观格局响应的阈值识别方法,有效地判定阈值,为区域景观格局优化和水环境管理提供决策支持.     

广州及附近地区地表水中稀土元素空间分异的景观效应探析

景观格局与生态过程的关系一直都是地球科学研究中关注的重点,地表水中稀土元素的迁移是一种连贯的地球化学行为,也可能受到景观格局的影响。本研究基于景观视角,对广州及周边5个区域的地表水进行采样,结合土地利用数据与数字高程数据,分析各采样区地表水中稀土元素浓度分布特征,并以各采样点为中心进行不同空间尺度的缓冲区分析,计算各缓冲区内的景观格局指数,通过Spearman相关性分析与冗余分析(RDA)定量研究地表水中稀土元素浓度与地形因子以及景观格局指数的关系。结果表明:(1)地表水中稀土元素的空间分异程度与高程存在显著正相关关系,海拔越高,地表水中稀土元素浓度越高,而与坡度、坡向无明显相关关系。(2)地表水中稀土元素浓度与景观格局指数存在显著相关关系,景观异质性程度越高,地表水中稀土元素浓度越低,反之景观连接度越好,地表水中稀土元素浓度越高。(3)不同空间尺度下景观格局对地表水中稀土元素浓度的影响具有明显差异,多数景观格局指数与地表水中稀土元素浓度的相关性在缓冲区空间尺度达到4000 m以上时才最显著,且在4000 m缓冲区中景观格局指数对地表水中稀土元素浓度的解释度最高。若通过景观规划对区域地...     

沈阳市境内浑河流域水质评价

以沈阳市境内浑河流域为例,结合2020年9个月典型监测断面的TP、NH₃-N、COD、BOD₅实测数据,应用改进的内梅罗污染指数法评价流域的水质状况,并与传统方法相比较验证改进方法的科学合理性。结果表明：TP对流域水质影响最为显著,改进的内梅罗指数法能够准确反映流域水质实际情况,8个监测断面中处于Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级水质的断面占比为25.0%、12.5%和62.5%。     

基于RS和Fragstats的湖泊流域景观格局分析研究——以骆马湖湖泊流域为例

利用高分辨率遥感影像采用面向对象和专家系统的方法提取骆马湖湖泊流域景观类型数据;采用缓冲区分析和景观格局破碎度指数分析的方法,定量分析其周边景观格局情况,探讨基于RS和Fragstats的湖泊流域景观格局分析方法。研究发现：（1）高分辨率遥感影像获取的景观类型更细致、精度更高,能够更真实的反映当地景观格局情况;（2）采用缓冲区分析的方法利用破碎度景观指数可以有效地辨识人类活动对景观格局的影响。     

石羊河、黑河流域上游山地景观格局特征比较

在RS和GIS技术的支持下,以研究区TM影像图和数字地形图为基础,运用景观指数分析方法和空间叠加分析方法,对石羊河、黑河流域上游地貌格局、景观格局及其空间分布基本特征进行了比较.结果显示:石羊河上游农田面积比例显著高于黑河上游,山地草原和乔木林占据面积较大,景观异质性较高,但破碎化程度也较高;黑河上游高山灌丛和高山草甸占据面积较大,景观完整性和连通性较好,破碎化程度较低.结果反映出不同的地形地貌特征、气候条件以及人类活动方式对干旱区山地自然景观结构及其分布特征的影响.     

松嫩流域湿地景观动态变化

以1975、2000、2007年遥感影像为数据源,应用RS与GIS技术,运用动态度模型景观梯度和景观格局指数,对松嫩流域湿地景观信息进行动态分析。结果表明:松嫩流域湿地总面积从25 574.94km2(1975年)减少到18 152.58km2(2000年)后增加到25 761.01km2(2007年),动态度由-1.21%增加到了5.99%。天然湿地景观梯度(DI)总体呈收缩的趋势,人工湿地反之,梯度最高值由37持续增加到了69,50DI≤70的高值分布区从无到有,在2007年共有高值区5处。湿地的香农多样性指数增加了0.210 3,景观多样性增加,斑块破碎程度加剧;香农均匀性指数增加了0.097 2,聚集度指数减少了8.005 1,湿地景观在空间配置上趋于零碎和分散,连接程度减少。人工湿地的斑块密度大幅增加,面积加权的平均斑块分形指数略大,具有较高的不规则程度。     

水质数值模型在浑河流域水量水质模拟中的应用

在构建浑河流域水动力水质模型的基础上,丰富和完善浑河流域水动力水质数值模型,从而建立浑河流域水动工程调度数值模拟模型,该模拟模型可为该流域水质的调水响应提供了科学依据,并对参数进行了修定和验证。研究结果表明,该模型具有较高的模拟精度和良好的拟合效果。     

艾比湖绿洲实际蒸散量变化特征及与景观格局的关系

基于Budyko曲线方程计算新疆艾比湖绿洲1960—2013年实际蒸散量的年际和季节变化特征,选取研究区四期遥感影像进行土地利用/覆被分类,使用Fragstas 4.2软件计算景观格局指数,并分析实际蒸散量与景观格局指数之间的关系。结果表明：艾比湖绿洲实际蒸散量多年平均值为162.97 mm,并呈上升趋势,变化速率为7.76 mm·（10a）^-1;夏季和秋季的实际蒸散量为上升趋势,春季则呈下降趋势;年实际蒸散量在1987年发生突变性增加,夏季和秋季实际蒸散量的突变年份分别为1992年和1975年,春季不存在突变点,这与降水量的突变状况一致,说明降水量的变化对实际蒸散量的变化有很大影响。四期土地利用/覆被图中荒漠占主导地位,耕地和城镇用地增长较为明显,分别增长了409.69%和704.56%。斑块类型级别上,不同地类的景观格局指数差异明显;景观级别上,各景观格局指数均为波动增加趋势。斑块类型级别上,仅有水域斑块数量NP和斑块密度PD与实际蒸散量呈显著负相关;景观级别上,实际蒸散量与最大斑块指数LPI、蔓延度指数CONTAG及景观连通性指数COHESION呈负相关,与斑块数量NP、斑块密度PD等指数呈正相关。实际蒸散量与聚集度指数AI的相关性最高,达到0.953（P<0.05）;与NP和PD的相关性最低,仅为0.148。因此,AI指数在艾比湖绿洲可以较好地表征实际蒸散量的变化。     

基于RS和GIS的黑河流域景观格局变化研究

以黑河流域为研究区域,选择2000、2005、2010年的Landsat TM/ETM+影像、ASTER GDEM为数据基础,结合遥感技术、地理信息系统、数理统计和景观生态学方法,对黑河流域生态景观格局特征及十年变化进行分析。从生态景观格局变化来看,2000-2010年黑河流域生态系统景观格局空间分布得到整合,景观破碎化程度降低、景观格局走向完整,景观形状简单且变化较小。三个研究时期内,黑河流域上中游多林地、草地,下游多农田和城镇;流域大部分生态景观类型在斑块数、面积及空间格局上都发生了不同程度的变化,但林地始终是其景观基质,属于绝对优势景观;湿地景观类型在研究期的前五年整合强度较大;农田是唯一一个面积减少的景观类型,也是面积变化最大的景观类型,在这十年间农田转化为了林地、城镇、湿地和裸地,且对林地贡献率最高、城镇次之;城镇景观格局逐步趋于完整。     

基于水资源生态足迹的浑河流域水资源利用评价

用水资源生态足迹模型计算浑河流域2005~2013年水资源生态足迹和水资源生态承载力,并基于各评价指标对浑河流域水资源利用情况进行评价。结果表明:2005~2013年浑河流域水资源生态足迹呈现不显著的下降趋势,水资源生态承载力呈现波动变化;流域一直处于水资源生态赤字状态,仅在2010年出现盈余;流域水资源生态足迹指数低于可持续发展足迹指数范围,但万元GDP水资源生态足迹持续下降。总体来看,流域水资源利用处于不可持续状态,但2010年后流域水资源利用效率明显提高,并向着可持续的方向发展。     

基于RS和GIS的九寨沟景观格局动态分析

以整个景观为研究对象,着重分析研究九寨沟的景观格局,景观之间的相互关系以及人类活动对景观的影响.从景观生态学的角度,结合遥感和地理信息系统技术,综合景观分类原理绘制出九寨沟景观分布矢量图,并建立景观空间数据库.运用景观生态学数量分析方法,选取斑块大小、斑块数、平均斑块面积、最大斑块指数、斑块形状指数、景观多样性、景观破碎化等景观指标,对九寨沟景区进行综合的、多层次的景观空间结构分析,从而对景区内景观格局变化的内在规律进行探讨,并针对景观破碎化现况,提出九寨沟生态旅游可持续性发展建议.     

汉江流域硫铁矿区厚子河支流水质评价研究

为查明厚子河不同区域河水受硫铁矿污染的程度,在厚子河支流4个典型河流断面采集水样,开展水质全分析测试,并采用单因子评价法和综合水质标识指数法进行评价分析。研究结果表明:(1)运用单因子评价法对硫铁矿区厚子河水质评价的结果无差异,均为劣Ⅴ类水;而运用综合水质标识指数法的评价结果显示,距离硫铁矿开采区由近及远的4个断面HZ001、HZ002、HZ003、HZ004的综合水质标识指数逐渐下降,水质类别分别为劣Ⅴ类且黑臭、劣Ⅴ类但不黑臭、Ⅳ类、Ⅲ类,符合现场调查的实际情况,能够反映距离污染源越远时河水水质趋好的总体态势;(2)综合水质标识指数法不仅可以客观反映同一河流各个断面所处的综合水质类别、同一水质类别中受污染的不同程度以及与水环境功能区类别的比较结果,而且能够实现对劣V类水质污染程度的精细划分,相较于单因子评价法更加客观、科学、全面,适用于矿山开采等重污染区域河流断面水质污染情况的研判。     

汉江流域硫铁矿区厚子河支流水质评价研究

为查明厚子河不同区域河水受硫铁矿污染的程度,在厚子河支流4个典型河流断面采集水样,开展水质全分析测试,并采用单因子评价法和综合水质标识指数法进行评价分析.研究结果表明:(1)运用单因子评价法对硫铁矿区厚子河水质评价的结果无差异,均为劣Ⅴ类水;而运用综合水质标识指数法的评价结果显示,距离硫铁矿开采区由近及远的4个断面HZ001、HZ002、HZ003、HZ004的综合水质标识指数逐渐下降,水质类别分别为劣Ⅴ类且黑臭、劣Ⅴ类但不黑臭、Ⅳ类、Ⅲ类,符合现场调查的实际情况,能够反映距离污染源越远时河水水质趋好的总体态势;(2)综合水质标识指数法不仅可以客观反映同一河流各个断面所处的综合水质类别、同一水质类别中受污染的不同程度以及与水环境功能区类别的比较结果,而且能够实现对劣V类水质污染程度的精细划分,相较于单因子评价法更加客观、科学、全面,适用于矿山开采等重污染区域河流断面水质污染情况的研判.     

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明：1990−2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数（NP）从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020−2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。     

汉江流域硫铁矿区厚子河支流水质评价研究

为查明厚子河不同区域河水受硫铁矿污染的程度,在厚子河支流4个典型河流断面采集水样,开展水质全分析测试,并采用单因子评价法和综合水质标识指数法进行评价分析。研究结果表明: (1)运用单因子评价法对硫铁矿区厚子河水质评价的结果无差异,均为劣Ⅴ类水; 而运用综合水质标识指数法的评价结果显示,距离硫铁矿开采区由近及远的4个断面HZ001、HZ002、HZ003、HZ004的综合水质标识指数逐渐下降,水质类别分别为劣Ⅴ类且黑臭、劣Ⅴ类但不黑臭、Ⅳ类、Ⅲ类,符合现场调查的实际情况,能够反映距离污染源越远时河水水质趋好的总体态势; (2)综合水质标识指数法不仅可以客观反映同一河流各个断面所处的综合水质类别、同一水质类别中受污染的不同程度以及与水环境功能区类别的比较结果,而且能够实现对劣V类水质污染程度的精细划分,相较于单因子评价法更加客观、科学、全面,适用于矿山开采等重污染区域河流断面水质污染情况的研判。     

陕南土地利用景观格局变化及优化研究

陕南是南水北调中线水源地,其景观格局变化对我国华北地区水资源的调动有重大的影响,对于该区域景观类型面积变化和合理的景观格局优化,是确保南水北调中线工程水质安全、区域经济发展的关键。在RS/GIS技术支持下,利用多时相遥感影像解译获取景观类型,选取斑块类型水平和景观水平的景观指数研究景观格局变化,根据生态系统服务价值运用最小耗费距离模型构建累计耗费距离表面,运用水文分析和邻域分析提取生态廊道和生态节点。结果表明:林地是陕南的优势景观;在研究期间,林地、水域、建设用地和其他用地持续增加,林地优势度越来越大,耕地面积减少,草地面积变化不大;景观的团聚程度、连接性、多样性和优势度在增加,破碎化程度在降低。根据最小耗费距离模型,在陕南建立生态节点和生态廊道,并与生态源地联系起来,形成有机的景观生态网络。     

基于景观格局的汶上县城市空间布局评价

在县域城市快速发展的背景下,以汶上县为研究对象,利用景观生态学的分析方法,选取斑块数、平均斑块面积、最大斑块指数、景观形状指数、平均斑块分维数、平均形状指数、平均邻近指数等指标,对城区不同土地利用类型的现状景观格局进行评价,分析整体及局部布局特征并指出存在的布局问题,对城市未来的发展提升提出建议。     

基于不同排放情景的浑河流域水资源演化研究

人类活动与气候变化是影响流域水资源演化、水文循环规律的两大关键性因素。以浑河流域为例,通过分析CMIP5公布的气候模式相关性和相似性,选取5种典型模式并分别计算不同排放情景下的降水和气温,建立产汇流特性水文模型分析模拟浑河流域水资源及其演化规律。结果显示:在未来30年浑河流域水资源量呈现出逐渐增大的趋势,并增加了汛期水量的提升概率;枯季水资源量在高排放情景下呈现出降低的变化趋势,浑河流域水资源时程分配在未来更加不均衡,温室气体的排放将进一步加剧这种不均匀态势。     

基于主成分分析和水质标识指数的天津滨海新区地下水水质评价

地下水水质评价中,评价地下水质量的指标较多,且各指标之间具有一定程度的信息重叠。本文将主成分分析和水质标识指数结合起来,通过主成分分析选取主导因子,建立水质评价指标体系,在此基础上运用水质标识指数方法进行地下水水质评价。通过采集测试天津滨海新区不同地下水监测井中的地下水样品,运用主成分分析和水质标识指数对潜水水质进行综合评价。结果表明:受地下水咸化影响,滨海新区综合水质级别以Ⅴ类为主。剔除反映海水咸化的指标后,潜水水质以Ⅲ～Ⅴ类为主,局部Ⅴ类的潜水可能受工业废水及生活污水的排放、工业企业生产、填垫土质等因素的影响,相关部门应不断完善环境保护管理机制,做好地下水土环境质量的控制与保护。     

流域生态系统健康评价研究进展

流域生态系统评价体系是评价研究流域是否健康的基本依据,其评价结果为流域生态系统保护措施和政策制定提供基础。在介绍流域生态系统健康状态的前提下,总结了国内外流域生态系统评价理论和评价指标的发展历史及现状,整合出目前较为流行的评价体系,并着重阐述了五类实用模型,分别为:水基系统评价模型、改进物元分析、生物完整性指数法、压力-状态-响应模型(PSR)及景观格局分析法。针对不同的流域环境选择合适的评价体系是准确评价流域生态系统健康状况的根本。总结得到综合指标评价体系,主要包括物理、生物、社会环境、生态功能及社会功能等五种指标,在明确指标后按评价流程对流域进行系统评价。对现存的问题进行了分析与展望。