天山野果林区滑坡景观时空演变及生态风险预测

以天山大小莫合流域野果林区为例,探究其景观格局的时空演变特征及揭示滑坡对野果林区造成的生态风险具有重要意义。以Corona和Spot-5等高分辨率遥感影像为数据源,通过RS技术解译1964、1980、2000、2017年空间数据,利用Fragstats 4.0软件计算景观特征指数,并探讨了滑坡景观格局时空变化特征与演化的驱动因素,从而进行景观生态风险预测。结果表明:(1)1964—2017年野果林面积持续减少了3942.15 hm~2,主要向草地、耕地转移面积为主,滑坡区面积增加了203.48 hm~2,其主要转入景观类型为野果林、草地。(2)野果林区各景观破碎程度加剧,景观边界形状总体上趋于复杂。不同景观斑块面积呈现不均匀状态,景观的空间异质性增强。(3)滑坡景观类型变化受自然因素和人文因素共同影响作用。人口增加和人为干扰度是主要的人文驱动因子,气温、坡度、坡向和降水是主要的自然驱动因子。(4)2017年景观生态风险以高风险等级和较高生态风险等级为主,此阶段,野果林区生态系统稳定性低,其生态环境脆弱;2034年滑坡景观生态风险有减弱趋势,野果林区生态系统趋于稳定,但滑坡等自然灾害仍不容忽视。     

1990-2018年云南星云湖流域景观格局时空演变特征研究

为探究星云湖流域景观格局演变对流域可持续发展和生态安全的影响,采用监督分类和目视解译相结合的方法,建立7类景观类型,提取流域类景观指数,分析星云湖流域1990—2018年的景观格局时空演变特征。结果表明：2010—2015年星云湖流域湿地综合景观类型动态度最大。1990—2018年星云湖流域湿地与非湿地之间转换较为明显,湿地转换为非湿地的面积为152.26 hm²,人工湿地转换为耕地的面积为91.44 hm²。香农多样性指数(SHDI)、均匀度指数(SHEI)均呈增加趋势,表明研究区景观斑块数上升,景观整体破碎化加聚。湖泊湿地和林地斑块连接程度较好,破碎化程度较轻。星云湖流域景观类型利用变化受人类活动的影响显著,湿地资源受社会经济发展的影响更强烈,规划基于保护的社区经济发展项目和联合参与式保护的社区共管项目可促进流域湿地资源的可持续发展。     

基于RWEQ模型的疏勒河流域防风固沙功能价值评估

疏勒河流域地处西北内陆,是“一带一路”的关键节点。近年来随着全球变化与经济社会活动强度增加,导致建设用地快速扩张、土地沙化等问题,影响区域生态与经济社会的可持续发展。疏勒河流域处于北方防沙带中心,开展其防风固沙价值评估对于构建区域生态安全格局和保障流域可持续发展具有重要生态意义。基于修正风蚀方程模型(RWEQ)对2008—2018年疏勒河流域防风固沙功能及其价值进行评估。结果表明：(1)2008—2018年疏勒河流域防风固沙总量为43.927×10⁴～129.530×10⁴t·km^-2,防风固沙量呈上升趋势。(2)2008—2018年疏勒河流域防风固沙价值快速增加,其多年平均价值占比由高到低依次为减少土地损失价值(99.46%)、保持土壤肥力价值(0.47%)、保持土壤有机质价值(0.04%)、减少交通运输经济损失价值(0.03%)。(3)流域防风固沙功能与土地利用密切相关,防风固沙能力较强的区域主要分布在草地、耕地等植被覆盖率较高区域;低值区主要分布在流域土地利用类型为未利用地区域。(4)相较社会因素,自然指标因子对流...     

景观变化的生态风险评价与预测——以河南省洛阳市为例

基于2000年、2010年、2020年遥感数据,对洛阳市景观格局和景观生态风险的时空分布与动态特征进行评价、分析与预测。结果表明：(1)2000—2020年洛阳市以林地耕地为优势景观,建设用地、林地和耕地的转移幅度较大;整体景观格局特征变化稳定,其中南部和北部的耕地与建设用地破碎度和复杂程度升高,中部林地的聚集度和优势度升高。(2)洛阳市景观生态风险水平整体较高,风险等级分布较为稳定,2000—2020年风险变化呈先增后减趋势,当前恶化区主要分布在南部的水源、水库以及自然保护地周边,预测2030年风险恶化区将主要分布在黄河流域以及洛河、伊河流域两侧的耕地地区。(3)研究区景观生态风险空间分布存在显著正自相关性且聚集性不断减弱;自然条件为2020年风险空间分异的主要驱动因素,其中海拔、气温、坡度因子解释力较高。(4)南部林地为风险滞后区,风险降低缓慢;中部耕地为稳定高风险区;北部建成区和黄河下游区域为风险频变区。     

沩水流域土地景观格局对河流水质的影响

以红壤丘陵区沩水流域为研究区域,运用GIS空间分析及统计分析的方法,探讨了流域土地景观格局对河流水质的影响。结果表明：① 林地面积百分比与电导率(COND)、综合污染指数(Pr)相关性指数分别达-1.000、-0.997,呈显著负相关;耕地面积百分比与COND、总磷(TP)及土地利用程度综合指数(La)与COND、Pr呈显著正相关。② 斑块数量(NP)、香农多样性指数(SHDI)与COND、Pr相关性指数均在0.997以上,呈显著正相关;平均斑块面积(AREA_MN)、蔓延度指数(CONTAG)与COND、Pr及最大斑块指数(LPI)与TP呈显著负相关。③ 从时间上看,所选用的大部分土地景观格局指标与pH值、溶解氧(DO)在丰水期与枯水期的相关性状态相反,且枯水期土地景观格局对河流水质的影响较丰水期更为显著。     

巩乃斯河流域游憩景观生态评价及持续利用

流域是重要的景观生态空间和游憩景观建设空间。游憩景观生态适宜性评价与规划是合理利用流域资源,建立流域协调景观体系,促进流域可持续发展的重要环节。以巩乃斯河流域景观空间为依托,以游憩景观生态适宜性评价为核心,通过景观旷奥度和相容度的核心评价和综合评价,研究了巩乃斯河流域游憩景观生态适宜性特征,探讨了巩乃斯河流域游憩景观生态保护、游憩景观资源可持续利用的重点途径。     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

流溪河流域土地利用景观生态安全动态分析

在GIS技术支持下,基于景观干扰指数和景观脆弱度指数构建景观生态安全评价指标体系,分析流溪河流域2000年、2005年和2009年3相土地利用景观生态安全变化。景观生态安全指数定量化地表征了流域景观生态安全状况,结果表明：（1）流域景观生态安全格局受城市化及人类活动干扰显著增强,林草地和耕地面积减少,园地面积增加,10年间各景观类型的破碎度、分离度总体呈现增加趋势,且流域内优势景观类型发生改变,2000年和2005年以林草地和耕地为优势景观,而2009年优势景观转变为林草地和园地;（2）2000-2005年,流域过半景观生态安全格局发生了变化;2005-2009年期间流域景观生态安全转移率约为60%,约有90%的流域景观生态安全格局在空间分布上发生了变化;（3）2000年整个流域景观生态安全指数都大于0.6,其中大于0.8的面积占99.99%;2005年,生态安全度大于0.6的面积比例为98.48%,景观生态安全指数大于0.8的面积较2000年降低55.93%;景观生态安全度大于0.6的区域2009年比2005年减少了72.93%,主要分布于流域上游;整个流域范围内没有生态安全指数大于0.8的区域分布,流域景观生态安全度呈现整体降低趋势。     

大尺度景观结构指数的因子分析

基于遥感和GIS技术,尝试对大尺度下陆地景观结构指数进行因子分析。根据生态区划计算描述中国陆地景观结构的13种景观结构指数,包括斑块密度、最大斑块指数、边界密度、面积加权斑块形状指数、面积加权斑块分维度、平均最近斑块距离、最近斑块距离的标准差、最近斑块距离的相异系数、蔓延度、分布邻接指数、结合度、香农多样性指数、辛普森多样性指数。在相关分析的基础上,对其中12种指数进行因子分析,并采用前3个公因子分析中国陆地景观结构,3个公因子的方差累积贡献率达88.8%,分别定义为斑块多样性因子、斑块形状复杂性因子和斑块分布均匀性因子。计算表明,在人类活动影响强烈的生态区,这3个公因子取值都比较小,反映斑块类型多样性减少、形状复杂性降低、分布趋于均匀。     

秦岭中山区山地景观格局变化及驱动力分析——以宁陕县长安河流域为例

应用RS和GIS的方法,通过对1994年、1999年、2003年三期遥感影像的解译分析,结合野外考察,翻阅相关资料,对长安河流域近10 a来景观格局进行分析.以期得到秦岭中山区长安河流域近10 a间景观格局变化及驱动力因素.结果表明:近10 a间研究区景观斑块面积和斑块的数茸发生明显变化,天然次生有林地、人为影响次生林地、荒草地三种景观类型斑块数量大幅度增加;研究区景观多样性增加、景观破碎度指数增大、景观分维数增加,景观异质性增强;研究区各景观面积动态度变化显著,主要景观类型面积呈现"两增三减"的变化规律.自然环境的制约作用、人为活动干扰作用、政策导向作用作为本区景观格局变化的主要驱动力,决定和影响了景观格局的变化趋势,进而了本区生态环境的变化.     

近30年白洋淀湿地景观的时空变化特征

白洋淀是华北平原最大的湖泊湿地,其景观格局变化对雄安新区乃至整个京津冀的生态安全具有重要意义。采用目视和基于样本的面向对象方法解译了1988—2018年的Landsat影像资料,对白洋淀湿地景观进行分类,并分析了白洋淀湿地景观类型和格局的时空变化特征。结果表明:1988—2018年,沼泽向滩地和耕地以及湖泊向沼泽、滩地和耕地发生大面积转换,湿地景观面积占比下降15.8%,滩地替代湖泊成为面积最大的湿地类型;沼泽和湖泊的最大斑块指数(LPI)大幅减少,耕地最大斑块指数(LPI)持续增加。河流的形状逐渐复杂,库塘和耕地形状趋于规则。沼泽、湖泊和耕地的斑块连接程度较好,破碎化程度较低;景观破碎化和多样性增加,景观形状指数(MSI)变化微弱,各景观类型面积趋于均衡,优势景观类型的连通性减弱,对整个景观镶嵌体的控制作用减小,景观异质性增加。     

河西走廊中西段肃州区景观空间格局研究

景观空间格局研究是景观生态学研究的核心之一。运用景观生态学原理,借助GIS技术(ArcGIS 8．1)和Fragstats Version 3．3软件,基于2000年Landsat5 的4、3、2(RGB)波段合成影像解译结果．将研究区分为19个景观要素,选取斑块特征指数(斑块伸长指数、斑块密度、边缘密度、分维数)、景观多样性指数(香农多样性指数、均匀度、优势度)和景观空间构型指数(蔓延度、破碎度、分离度)等指标,对酒泉市肃州区进行了景观格局研究。结果表明：(1)肃州区景观的主要斑块类型为戈壁(沙地)、耕地、盐碱地和低覆盖草地,体现了景观的基质是戈壁沙地和农牧业绿洲类型的特点;(2)斑块特征指数表现为：农村居民点、耕地和低覆盖草地斑块密度较大,耕地、戈壁、低覆盖草地和盐碱地斑块边缘密度较大,反映出农村居民点多而分散,草地退化和耕地碎片化状况;(3)景观多样性指数SHDI表明景观异质性较高的特点,SHEI则表明景观中有一定的优势类型,以戈壁、耕地和盐碱地等景观类型占优势;(4)景观空间构型指数蔓延度反映了聚集度适中的特点,破碎度则反映肃州区景观总体受人类活动干扰相对较小,戈壁、耕地、沙地、盐碱地分离度较小,反映出肃州区这些景观类型占较大面积,斑块相对聚集,构成控制性生态景观。     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化

以1990年和2000年及2007年landsat5 TM影像解译出的景观格局图为主要数据源,应用FRAGSTATS软件对景观斑块数、斑块面积百分比、Shannon多样性指数和Shannon均匀度等7个景观格局指数及景观类型转移矩阵定量,分析近20年来若尔盖保护区景观格局动态变化及其驱动因子.结果表明:17年来,若尔盖国家级自然保护区的斑块数、斑块面积百分比、聚合度、Shannon多样性指数和Shannon均匀度都发生了较大变化,景观尺度下退化沼泽为景观基底占优势的景观类型,2007年占全区总面积比例48.05%,该区在人类活动影响下,景观破碎度和异质性先降低后期增加,优势度增加后降低.1990～2000年,湖沼和河流水面积减少,沙地治理,退化沼泽、草甸和灌木面积分别增加了1 978.60 hm2、2 559.09 hm2和824.27 hm2,2000～2007年,湖沼水面积仍在退缩,退化沼泽、草甸类的草场面积持续增加,沙地显著增加1 945.90 hm2.气候变暖叠加人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、管理局的保护管理及基础建设等是保护区湿地景观格局变化的主要驱动因素.     

基于SEBAL模型的疏勒河流域蒸散发估算与灌溉效率评价

我国西北干旱区内陆河流域水资源匮乏,水资源利用主要用于农业生产,准确估算内陆河流域蒸散发与农业灌溉效率,对研究内陆河流域气候变化和水资源合理利用具有重要作用。利用基于地表能量平衡方程的SEBAL模型,对2017—2018年疏勒河流域蒸散量进行定量估算与时空分布特征分析,并结合降水量与净灌溉水量数据,对疏勒河流域昌马灌区的年内灌溉水有效利用系数进行估算。结果表明:(1)疏勒河流域2017—2018年日均ET呈单峰变化趋势,最大值为6月的5.03 mm·d-1,最小值为12月的0.55 mm·d-1,并存在明显的空间分布差异。(2)疏勒河流域四季ET差异显著,夏季ET达到最高的201.83 mm,春秋次之,冬季最低为53.92 mm;ET由东南向西北逐渐减小,流域上游ET明显高于中下游地区。(3)昌马灌区各灌溉时段不同的灌溉水量造成了各灌季蒸散量的差异,灌区ET高值区主要分布在中部与东南部,低值区主要分布在西北部和灌区边缘。(4)昌马灌区年内灌溉水有效利用系数呈下降趋势,其中春灌、夏灌、秋灌和冬灌分别为0.76、0.71、0.69和0.55,年均灌溉水有效利用系数为0.67。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

基于3S的毛乌素沙地腹地景观格局演变及其驱动力分析——以内蒙古乌审旗为例

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986年、1991年、1996年、2000年和2005年5期TM影像为主要数据源,对乌审旗景观空间格局的动态变化特征及其演变的驱动因素进行了研究。结果显示,乌审旗景观格局从1986年到2005年期间发生了显著变化,居民地、工矿用地明显增加,沙地、水域景观逐年下降,耕地、林地面积变化不大,草地、未利用地增加,景观多样性和空间破碎度增加,斑块的自相似性增强;各类景观斑块的平均面积整体上是增加的,景观分形维数随着时间的推移呈现先下降后上升、又下降的趋势。结合经济社会统计数据分析表明,人为因素是影响乌审旗景观格局演变的主要原因,其中人口增加、国民经济增长、工矿产业发展,以及政府决策和生态治理工程是景观格局演变的主要驱动因子。     

基于景观生态风险评价的宁江流域景观格局优化

流域景观生态风险受到多源因素的综合作用,识别流域景观生态风险是实现景观格局优化的基础与前提,景观格局优化是应对生态风险的有效手段。以宁江流域为研究区,采用空间主成分分析法,从“自然—人类社会—景观格局”3个维度对流域景观生态风险进行综合评价,基于景观生态风险评价结果,构建累积阻力表面,利用最小累积阻力模型进行了流域景观格局的优化。结果表明：人类社会和景观格局因素对综合风险影响更为强烈,地形和距水体距离等自然因素对综合生态风险影响较弱;宁江流域整体景观生态风险偏大,较高景观生态风险区域位于流域西南部,面积为523.99 km ²,占流域面积的36.06%;识别出流域生态源地为面积大于50 km ²的林地和面积大于0.2 km ²的水体。研究构建了15条生态廊道,一级生态廊道长度大于30000 m,二级生态廊道介于10000~30000 m之间,三级生态廊道长度在10000 m以内;识别了19个生态节点,形成了多层次生态网络。通过对比研究区景观格局优化前后的连通度发现,优化后流域整体景观格局连通度得到明显提升。     

向海湿地景观格局变化及其原因分析

以5km为环间距,将向海湿地分割为5个同心圆。选用1980年和2000年遥感影像为基本信息源,在ARC/INFO、ERDAS8.5和FRAGSTATS3.3软件的支持下,对景观指数:斑块密度、平均斑块面积、景观多样性指数和分维数进行分析。结果表明,自20世纪80年以来,向海湿地面积萎缩、斑块破碎化。人类活动强度和自然因子变化幅度的分析表明,湿地变化是人为因子和自然因子共振迭加的结果。要保护湿地,必须控制人类对向海湿地的干扰。     

基于地理探测器的干旱区内陆河流域产水量驱动力分析——以疏勒河流域为例

明确干旱区产水量的驱动因素,能为区域水资源优化和可持续发展提供科学依据。基于MODIS植被指数、HWSD的土壤数据集以及气象要素数据,采用InVEST模型和地理探测器探究疏勒河流域多年平均产水量的空间分布,揭示不同空间尺度上产水量的单因子及双因子交互驱动机制。结果表明:疏勒河流域多年平均产水量呈现南部>北部>中部。流域尺度上,产水量空间格局的主导驱动力为降水,坡度与降水交互驱动作用最为显著。区域尺度上,南部山区、北部马鬃山地区和中部平原区的主导驱动力各不相同,分别为日照时数、人为干扰强度、降水,双因子交互作用显示人为干扰强度与其它因子的交互最为显著。不同土地利用类型中,耕地产水量的主导驱动力为坡度,而其它地类产水量的主要影响因子为降水。各地类中降水与其他因子的交互均大大增强了单因子驱动力。因此,干旱区产水量多尺度驱动机制研究对区域水资源可持续管理至关重要。     

柴达木盆地荒漠绿洲景观格局定量分析

以柴达木盆地土地利用观状图为基本图件,在CIS支持下编制了柴达木盆地土地利用景观图。在此基础上选取多种景观指数,即选取斑块大小、斑块数、聚集度、相似邻接百分比、景观优势度指数、面积加权的平均斑块分形指数、散布与并列指数、香农多样性指数和香农均度指数等主要景观格局指数,定量地分析柴达木盆地荒漠绿洲景观格局特征。结果表明：柴达木盆地景观的主要斑块类型为未利用土地和草地,二者面积之和占全区的95％左右;绿洲景观以耕地、园地、林地以及城镇工矿用地等形式镶嵌在景观中,它们由于受到绿洲内人类活动的强烈影响,分形指数大,破碎度高;园地、水域与沼泽、林地和耕地的分布均比较分散,与其它类型相互混杂分布,说明绿洲内部缺乏高度连接的景观,生态系统脆弱;总体上看,柴达木盆地的景观比较单调,多样性指数较小,破碎化程度较低,景观异质性不高。