我国湿地景观研究现状、存在的问题与发展方向

湿地景观研究是近十余年来新兴的热点领域,极大地推进了湿地学科发展.但是,由于湿地景观研究体现的是湿地与景观方法有机结合,其在发展过程中还存在许多问题.本文在对我国湿地景观研究现状系统分析基础上,重点阐明了湿地景观概念、分类、遥感信息提取精度、多源数据可比性、结构与格局研究方法、景观过程与功能研究内容与尺度等制约湿地景观研究的主要问题.并指出了未来发展方向:(1)重视湿地景观分类研究;(2)重视湿地景观破碎化研究;(3)重视发展基于过程和功能的景观格局研究方法;(4)重视多尺度湿地生物多样性研究;(5)重视湿地景观管理研究.     

基于3S与模型方法的湿地景观动态变化研究述评

湿地景观格局及其动态变化研究是湿地生态学和景观生态学研究的热点。该文总结和探讨基于3S技术与模型方法的湿地景观格局及其动态变化研究,包括研究尺度与区域选择、景观数据获取与处理、景观分类体系构建及指数模型与动态模型的选取与应用等;结合湿地景观格局与动态变化的研究内容,评价湿地景观格局的分异特征、变化过程及其驱动机制等,指出当前湿地景观格局与动态变化研究中存在的问题及改进建议。     

森林景观模型研究新进展及其应用

森林景观模型(forest landscape models)是基于森林动态机制和干扰作用在景观尺度上模拟和预测森林时空变化特征的计算机模型。该类模型越来越多地用于森林规划、经营管理、生态资源保护与恢复及全球气候变化研究。本文通过对大量文献资料的整理,对森林景观模型的概念、尺度、类型、方法、应用和最新研究进展进行了综述。随着计算机、地理信息系统、遥感等技术的迅猛发展,森林景观模型将会越来越多地与地理信息系统、规划经营管理决策等紧密结合,未来将向服务性决策模型方向发展。     

基于元胞自动机的三江平原湿地景观时空演化模拟研究

通过湿地景观时空演化过程模拟,可以揭示景观演替的机制与规律,实现景观的可持续利用,为湿地保护与管理提供决策支持.该文以三江平原典型内陆淡水湿地为实验区,运用元胞自动机技术开展湿地景观变化过程模拟实验,模拟与预测的视觉效果均较好,点对点评价的总体精度达84%以上,验证了元胞自动机在湿地景观时空演化模拟中的可行性与有效性.     

中国建设用地扩张未来情景模拟及其对景观格局演化的影响

对中国建设用地的未来扩张趋势及时空格局进行模拟预测,可为科学编制国土空间规划和合理调控城乡发展提供科学依据。本研究对未来30年中国建设用地扩张进行多情景模拟预测,并分析不同区域建设用地扩张的时空演化特征及其对景观格局演化的影响。研究结果表明：(1)基于斑块生成土地利用模拟模型（Patch-generating Land Use Simulation,PLUS）可以获得较高的模拟精度,各分区Kappa系数均高于0.92,总体精度均高于95%,FoM值均高于0.40,表明PLUS模型适用于全国尺度和大区域尺度的土地利用模拟。(2)影响中国建设用地扩张最主要的因素为人口、坡度和年均降水量,存在区域性差异。(3)自然发展、耕地保护、生态保护和可持续发展四种情景下模拟预测的未来土地利用的结构和特征具有明显差异,在可持续发展情景下建设用地扩张主要占用非重点保护的耕地和生态用地以及未利用地,可满足经济发展对于建设用地指标的刚性需求,有助于实现可持续高质量发展。(4)建设用地扩张对景观格局产生显著影响,在可持续发展情景下,与2020年相比,2030年、2040年和2050年建设用地预计增长分别为-0....     

沼泽学

X144,P4672006010103湿地景观格局变化研究进展=Changes in wetland landscapepatterns:a review/白军红,欧阳华…∥地理科学进展.—2005,24(4).—36~45从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展.指出,湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域.表1参62(宋金叶)HNX1712006010104浅析自然湿地景观设计框架=The analyses about landscapedesign of natural we…     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

关于景观格局演变研究的几个问题

针对特定的生态过程,将景观格局与生态过程相结合的格局分析是未来景观格局研究发展的方向。景观格局变化与景观过程改变互为因果,了解格局演变时空规律及其演变驱动机制是结合生态过程进行景观格局分析的前提与基础。文章归纳了景观格局演变分析方法有景观格局指数与景观空间统计特征比较法、马尔柯夫转移矩阵法和主要以细胞自动机理论为基础的景观格局动态模拟。主要分析了景观格局演变的人文驱动力系统,介绍典型相关分析与逐步回归分析两种定量判别景观格局演变驱动力的方法,简要总结景观格局演变的驱动机制。最后提出今后研究所要突破的方面。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

基于马尔科夫模型的新疆甘家湖湿地景观格局模拟与预测

以干旱、半干旱区生态脆弱的甘家湖湿地为研究对象,基于2000年和2008年第2期Land-sat TM/ETM为数据源,运用ARCGIS等地理信息系统分析软件,结合实地考察对研究区进行景观分类,确定转移概率矩阵,制作景观格局空间转移格局图,并将马尔科夫过程引入到湿地景观格局的预测和分析,对湿地各景观要素面积进行分析和动态预测。结果表明:①新疆甘家湖湿地功能正在逐步退化,表现于水域面积和沼泽地面积的减小,盐碱地面积不断扩大;②随着对湿地保护的加强,近些年来湿地环境有明显改善,基于马尔科夫模型的预测,在未来的近50年内,沙地面积趋于减少,由2008年的27.4%减少到2060的21.98%,草地面积趋于增加,由2008年的0.6%上升到2060年的1.33%,局部地区的湿地环境有所转好。     

镇江市土地利用景观格局时空过程与驱动因素

以宁镇扬丘陵区的镇江市为案例地,基于1978—2012年遥感图像数据,从类型尺度和景观尺度2个维度分析镇江市土地利用景观格局时空过程特征;并通过PCA模型定量揭示镇江市土地利用景观格局时空演化驱动因素。结果表明:1)1978—2012年耕地是区域主导景观类型,其次林地、建设用地为区域优势景观类型;其中耕地、林地景观类型分别减少7.63%、1.21%,而建设用地景观增加8.87%;2)镇江市总体斑块数目增加,平均斑块面积、斑块形状指数和分维数下降,且耕地、建设用地及水域对区域景观格局演化响应最为显著;区域景观破碎度、集聚度及多样性指数不断上升,表明人类活动对研究区景观干扰不断增强,且存在镇江中东部高于西部的空间分异特征;3)人口快速增长是土地利用景观格局演变的直接诱因,城市化推动、经济持续发展是景观格局演化的重要驱动,而技术革新进步会对景观格局演变具有一定冲击作用;4大驱动力综合耦合作用1978—2012年镇江市土地利用景观格局时空演化过程。     

景观格局变化驱动力研究进展

景观格局变化驱动力研究是理解人类活动与景观格局演化关系的基础。本文概述了驱动因子的分类, 分析了主导驱动因子的时间尺度效应、空间尺度效应和主题尺度效应, 并介绍了驱动因子的相互作用、驱动机制识别、驱动系统自适应等的研究进展。驱动力识别方法正经历从简单定性分析向定量、半定量分析转变的过程, 数据获取手段也随着遥感技术等的进步得到快速发展, 多学科手段综合是景观格局驱动力研究的必然趋势。但由于驱动力研究的问题导向型特征, 目前尚缺乏对某一类景观格局变化驱动力的归纳及跨时空、多尺度对比。对景观格局变化的跨界研究, 可以加深对制度、文化等驱动力的驱动机制的理解。     

北京市土地利用空间格局演化模拟及预测

土地利用空间格局的演化模拟可定量地从空间尺度揭示区域土地利用变化的驱动因素,是厘清未来时期内土地变化的重要途径。基于CLUE-S模型,以北京市为研究案例,结合1985、2000和2010年三期土地利用数据,运用Logistic逐步回归方法识别了北京市各种土地利用类型演化的驱动因素,对北京市土地利用空间格局进行模拟。在此基础上,基于北京市社会经济发展、土地利用规划、资源禀赋及生态保护等不同情景,对北京市2020年土地利用空间分布格局进行模拟及预测。结果表明：①不同的时期内,驱动因子对不同土地利用类型的影响呈现差异性,其中交通因素及社会经济因素对土地利用类型的转化率影响较显著,坡度对各个土地利用类型的影响较大。②通过对2010年北京市土地利用变化的模拟结果来看,Kappa指数为87.03%,说明预测结果与实际土地利用情况有较好的一致性。③预测结果显示,北京市的城市发展均表现为继续向外扩展,且以东南、东北为主要扩展方向,但扩张的程度存在差异。     

黄河三角洲滨海湿地的景观格局空间演变分析

利用GIS技术、RS影像和Fragstats3.3等景观统计软件,从景观面积变化、景观斑块特征和景观整体水平格局等方面,对比研究了黄河三角洲2000年和2009年湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明:10 a间黄河三角洲滨海湿地海岸线和陆地面积整体呈增长趋势,天然湿地面积急剧减少,平均分维数大部分降低,湿地景观破碎度降低,多样性和均匀性指数增加,蔓延度指数增加。湿地景观格局指数的变化反映了旱田及水田的大面积种植,盐田养殖业的大力发展以及石油开采等人为活动对景观格局的深刻影响,人类活动已经成为黄河三角洲滨海湿地景观格局变化的主要驱动因子。     

区域尺度城市增长时空动态模型及其应用

区域尺度城市增长动态模拟(Reg-UGM) 是城市化影响下的土地利用/覆盖变化以及全球 环境变化研究的重要手段之一。针对单个城市增长未来情景模拟难以在区域尺度刻画与解释 城市化影响下的土地利用/覆盖变化以及与全球环境变化交互过程与作用机理主要问题,本研 究集成人工神经网络模型(ANN) 与元胞自动机模型(CA) 构建适合不同情景的区域尺度城市 增长动态模型,通过1979 年以来高分辨率遥感信息探测获取的4 个时段京津唐都市圈城市增 长时空特征分析提取先验知识规则,模拟京津唐都市圈在基准模式、经济模式、政策模式与 结构调整模式未来不同情景模式下城市增长过程。研究表明,Reg-UGM在模拟区域尺度受国 家宏观政策等影响城市非线性增长过程具有较好的可靠性,为进一步研究城市化影响下的宏 观生态效应提供前提保障。模拟结果显示京津唐都市圈在不同情景模式下城市增长呈现较大 的时空格局差异,未来城市增长结构调整模式更符合区域城市化的实际情况,未来区域城市 增长将由特大城市向中小城市转移,滨海沿线城镇发展带将经历更快的城市增长过程。     

生态系统服务变化的驱动机制研究进展

近年来,全球及区域生态系统服务均呈现出快速变化趋势,分析研究生态系统服务变化的驱动机制有助于精准模拟未来生态系统服务情景,进而服务于生态系统管理决策的科学制定。虽然已有部分研究探讨了土地利用或气候变化对生态系统服务的影响,但生态系统服务变化的驱动机理与应对策略亟待全面揭示。为此,该文回顾总结了国内外关于生态系统服务变化驱动机制的研究成果,并分析归纳了生态系统服务变化的主要驱动因子与未来模拟技术,结果发现:(1)土地利用与气候变化是造成生态系统服务变化的主要因素,且相互作用共同驱动生态系统服务的变化;(2)生态系统服务变化的单影响因子识别取得较大进展,但多种影响因子的交互作用及其在生态服务变化中贡献亟需清晰分解;(3)基于遥感与气候模型的多情景模拟是预测未来生态系统服务变化的主要手段,但需要科学模拟多因素交互作用下的综合影响及其应对途径;(4)未来研究应加强人类活动对生态系统服务影响的分解与模拟,研发区域生态系统服务对重大生态工程的时空响应与探测技术,以科学指导区域生态保护建设与规划布局。     

纳帕海湿地季节性景观格局动态变化及其驱动

利用纳帕海湿地区2008年冬季SPOT-5和2009年春季Landsat ETM+影像,进行景观解译,结合地面植被和水文情势调查,剖析了纳帕海湿地区的景观格局年内季节动态变化,及其与区域季节性气候和人为扰动的关联。研究发现:研究时段内纳帕海湿地区主要湿地景观都大幅萎缩,湿地类景观之间、湿地类景观与非湿地类景观之间发生显著转换;破坏地景观呈斑块状散布,占纳帕海湿地区总面积15.74%;各类景观向破坏地景观的转换,主要源于季节性气候背景下周边村落家畜放养的破坏;春夏时极端干旱气候和区域人为活动扰动,是纳帕海湿地退化的直接驱动;协调湿地保护与周边农牧民家畜放养、应对极端季节性气候下的流域水资源开发和管理,是纳帕海湿地有效管理的关键。对类似于纳帕海具有显著季节性变化的湿地景观研究,将局地-季节和区域-年际两个尺度相结合,将更深入地阐明其格局-过程-驱动间的关联。     

城市近郊区景观格局变化特征、潜力与模拟——以成都市龙泉驿区为例

以成都市龙泉驿区为研究区,利用TM/OLI影像、ASTER GDEM和景观变化驱动因子数据,在Arc GIS和IDRISI Selva软件支持下,建立Ann-Markov-CA复合模型,分析了1992-2014年景观格局时空演变特征和变化潜力,对2021年、2028年景观变化趋势进行了模拟。结果表明:近22年,交通运输、果园、城乡人居及工矿景观增加显著,分别增加329%、184%、125%,农田、森林、水体景观减少明显,分别减少67.85%、59.94%、41.00%;主要景观均发生频繁转入转出,其中农田向果园、森林向果园、农田向城乡人居及工矿的转化最明显。参与景观变化潜力预测驱动因子越多其预测准确率不一定越高,需根据预测准确率选择恰当驱动因子组合进行变化潜力模拟。未来14年,大部分景观保持原有变化趋势,但变化剧烈程度逐渐减弱。过去14年(2000-2014年)和未来14年(2014-2028年),农田、森林景观总体上呈减少趋势,成为其他景观增加的稳定补给源。因此,遏制农田、森林景观无节制缩减,对维持区域生态平衡、实现地方生态建设与经济发展互动双赢具有重要意义。     

景观格局演变驱动下辽河口湿地水文连通性变化

为探究辽河口湿地景观格局演变对水文连通性的影响,以1985—2020年间辽河口湿地4期遥感影像为对象提取湿地典型景观。采用景观格局指数法计算景观格局指数,分析35年间辽河口湿地景观格局演变;利用水文连通性指数评估湿地水文连通性;皮尔逊相关性分析法探究景观格局演变驱动下湿地水文连通性变化。结果表明:芦苇田、水稻田和养殖场景观趋于破碎、形状不规则、景观格局分散;翅碱蓬和河流较破碎;滩涂边界形状趋于复杂,景观格局更聚集和紧凑;建筑景观形状趋于规则,但较离散。湿地水文连通性较差,且逐期降低。河流景观景观类型的比例指数(PLAND)与可能连通性指数(PC)呈显著正相关,滩涂景观的散布与并列指数(IJI)与PC呈极显著正相关。     

黄土高原地区景观格局演变研究综述

研究黄土高原地区景观格局演变对认识该地区整个生态系统结构和变化,乃至全球变化,具有至关重要的作用。本文在剖析景观格局和土地利用格局概念与内涵的基础上,从定量化分析、时空特征和尺度效应等方面对黄土高原地区景观格局演变研究进展进行了阐述,深入分析了当前研究在景观数据选择与应用、尺度依赖性分析和标准确定等方面的现状特征与不足之处,并对今后在景观格局演变方面的发展趋势进行了展望,以期为未来景观格局与过程研究提供参考。