江浙沪地区土地利用变化模拟和景观格局分析

土地利用／覆被变化对于生态系统多样性和区域生态经济系统可持续性具有深远的影响。本文基于地理信息技术,以江浙沪地区土地利用遥感解译数据为基础,采用景观格局分析法分析了江浙沪地区的景观格局特征;运用CA—Markov模型对江浙沪地区土地利用时空变化进行了模拟。1980-2005年期间,江浙沪地区景观格局变化特征是建设用地增加迅速,耕地集聚减少,建设用地增加主要来自耕地转移,其贡献率达到93．11％。各类斑块类型的破碎度提高;林地和建设用地斑块平均分维数增加,斑块形状趋于复杂,斑块空间分布趋于集中。总体景观破碎度不断提高,景观多样性和景观异质性增加,景观均匀度有所提升：2005年CA—Markov模型模拟结果和遥感解译数据具有高度一致性,Kappa指数达到91％,2010年和2015年模拟结果显示,耕地减少和建设用地增加趋势显著,耕地和林地的减少呈加速状态,建设用地增加的速度降低。未来发展需提高土地利用效率和注重生态格局安全,在提高城市化水平的同时又能兼顾生态保护,以提高区域可持续发展能力。     

滇西北高原湿地区土地利用变化特征

湿地景观格局的动态变化与区域土地利用/覆盖格局的变化有着十分紧密的联系。以纳帕海、碧塔海和属都湖三块高原湿地所在的云南省香格里拉县建塘镇为例,在遥感和GIS技术的支持下,对该区域1974、1987和2000三期Landsat TM(ETM)影像进行了解译,分析了26 a间的土地利用/覆盖变化规律,并结合景观格局动态分析的方法,借助FRAGSTATS软件定量分析了该区景观格局特征及其动态变化。结果表明:该区土地利用/覆盖状况变化显著,主要土地利用/覆盖类型有林地以822 hm2/a的速度在大面积减少,并主要转为灌木林地,使得后者在26 a间扩大高达17倍,变化幅度最大。建设用地和耕地的面积分别扩大了6倍和2倍,而草地和雪地面积持续减少。相应地,该区景观格局定量分析显示,有林地的斑块密度增大而平均斑块面积减小迅速,呈破碎化趋势,灌木林地的斑块密度、平均斑块面积均增加,草地则与之相反均减小,耕地的斑块密度降低而平均斑块面积增加,在不断融合成大斑块,其余各景观单元斑块密度增大平均斑块面积减小,同时各斑块几何形状在1987年变化最剧烈,景观格局趋于复杂。     

三个时期河北省滨海湿地景观格局及变化

根据景观生态学原理,利用地理信息技术,以2000年、2005和2010年的遥感影像为数据源,对河北省滨海湿地面积变化进行统计分析;在FRAGSTATS软件支持下,采用景观格局指数,对滨海湿地景观格局变化进行分析。研究结果显示:人工滨海湿地为研究区的优势景观类型;与2000年相比,2010年滨海湿地面积减少了4 083.63 hm2,说明部分湿地已经转化为非湿地,湿地功能退化。湿地格局改变主要表现在各类型人工湿地之间的相互转变。2010年研究区景观斑块数比2000年明显增加,说明湿地破碎化加剧。     

基于RS和GIS的三江平原湿地景观变化研究

利用1986年和2000年遥感影像作为基本信息源,在GIS技术支持下,建立湿地空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、多样性和优势度等指标,对湿地景观空间格局的动态变化进行分析。同时利用马尔柯夫模型对该地区的湿地景观类型转换进行了模拟。结果显示,1986－2000年期间,该地区的湿地景观发生了显著变化,湿地景观趋于破碎化。     

6个时期黄河三角洲滨海湿地动态研究

以1976年8月、1985年11月、1990年10月、2000年10月、2010年10月和2015年10月的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像作为数据源,采用面向对象的遥感影像分类方法,提取黄河三角洲滨海湿地信息;利用动态度模型、马尔柯夫转移矩阵和景观指数等方法,分析6个时期黄河三角洲滨海湿地的变化速度、转移类型和景观格局等特征,结合其它辅助资料,分析滨海湿地变化的主要影响因素。研究结果表明,与1976年相比,2015年黄河三角洲地区天然湿地面积大幅减少,共减少了1 627 km~2,而人工湿地面积由1976年的163 km~2增加到2015年的3 054 km~2,在逐时期不断增加;减少的天然湿地主要转化为旱地、养殖池和盐田;到2015年,研究区天然湿地破碎化程度增强、斑块形状复杂度增加,而人工湿地则表现为斑块平均面积增加;在潮水作用、淤积增长速率减慢和黄河断流等自然因素影响下,黄河三角洲滩涂面积明显减小;围海养殖、油田开发、农业开垦等人类活动则是导致黄河三角洲滨海天然湿地面积减少、人工湿地增加的主要因素。     

五个时期辽河三角洲滨海湿地格局及变化研究

以1982~2015年期间的5期10景辽河三角洲滨海湿地Landsat MSS/TM/OLI影像为主要数据源,在遥感和地理信息系统技术支持下,通过景观指数和各土地利用类型面积间的转移矩阵,对辽河三角洲滨海湿地景观格局及变化进行研究。研究结果表明,5个时期(1982年、1989年、2000年、2010年和2015年)辽河三角洲滨海湿地都以芦苇(Phragmites australis)淡水沼泽和水田为主要景观,芦苇淡水沼泽以大斑块分布在研究区的西部平原地带,水田以大斑块分布在研究区的东部。湿地类型之间的转变主要表现为自然湿地向人工湿地和人工景观转变。湿地景观破碎化程度加剧,优势度下降,趋于各斑块均匀分布。人类活动是导致辽河三角洲滨海自然湿地丧失和退化的主要原因。     

近30年玉门市土地利用与景观格局变化及其驱动力

干旱内陆河流域生态环境非常脆弱,是土地利用和景观格局变化的敏感区域,也是全球环境变化响应比较突出的区域。采用1976年、1989年、2000年和2010年的Landsat遥感影像,利用GIS技术和景观格局分析方法,系统地分析了疏勒河中游玉门市的土地利用和景观格局变化的时空特征,为研究区土地可持续利用政策的制定提供参考和依据。研究结果显示:近34a来,玉门市土地利用和景观格局发生了剧烈变化,土地利用变化经历了"缓慢变化—急剧变化—显著变化"的过程。研究区景观密度增大,多样性和均匀度先减小,后增加;不同斑块间的分离度减小。农业人口增长和经济发展是玉门市土地利用景观格局变化的最直接驱动力,同时还受气候因素和政策因素的影响。     

胶州湾湿地景观格局变化特征

基于1985年、1995年、2000年、2009年和2014年的遥感影像,在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用景观生态学的方法,对胶州湾湿地景观格局的演变特征及驱动因素进行了分析。研究结果表明,1985~2014年间,研究区湿地总面积先增加后减少,1985~1995年间研究区湿地总面积由792 km~2增加至896 km~2,之后逐年下降至2014年的804 km~2;研究区湿地平均斑块面积由1985年的2.968 km~2下降至2014年的0.305 km~2,而边缘密度指数则由1985年的21.70增加至2014年的30.56,表明研究区湿地破碎化程度日益加剧;受水库修建、滩涂养殖和晒盐活动、填海造陆、气候变化等因素的影响,各类型湿地质心发生重大变化,其中以养殖池的变化最为明显,其质心在1985~2000年间向西偏移了9.8 km,在2000~2014年间又向东北方偏移了12.7 km;城市化、政策等人为因素对湿地景观格局变化产生了重大影响。     

平潭综合实验区海坛岛土地利用变化及景观格局研究

在Rs和GIS技术支持下,以2007年的LandsatTM遥感影像图和平潭综合实验区总体规划主岛发展指引图为基础数据,对未来平潭综合实验区主岛海坛岛的土地利用与景观格局变化进行了分析．结果表明：在规划实施后,人类活动对景观的干扰强度越来越大,将导致建设用地面积大量增加,区域景观类型趋向单一,平均斑块面积增大,斑块数量减少,景观多样性与均匀度降低．景观格局变化的主要驱动力因素是政府政策的影响和人口变化等．     

长江、黄河源区高寒湿地动态变化研究

长江、黄河源区是中国湿地分布面积最大的地区之一,近年来湿地面积减少、功能退化引起了严重的区域生态环境问题。为了定量分析湿地退化过程,利用1986年的TM和2000年的ETM 卫星遥感数据,在GIS软件支持下,用景观格局指数对长江、黄河源区15a来湿地的分布和变化进行了研究。结果表明,15a间,长江、黄河源区湿地面积减少了2744.77km2,平均减少率为1.2%/a。长江源湿地的退化比黄河源明显。湿地主要是由高寒沼泽草甸湿地向高寒草甸湿地、裸岩裸土地和高寒草原演变,以及由水域向滩地转变。各湿地景观类型斑块数增加,破碎度和分维数提高,优势度降低,湿地景观空间结构趋于复杂,景观异质性增加。15a间研究区湿地生态服务价值降低了37.86×108元。气候干暖化是造成源区湿地变化的主要因素,人类活动加剧了这一进程。     

河南新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区景观格局动态分析

以河南新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区为研究区,利用遥感和地理信息系统技术,综合分析了1990年、2000年和2014年该保护区景观格局的时空变化。研究结果表明,1天然湿地面积不断减少,人工湿地面积大幅增加,农田面积占保护区总面积的50%以上;2斑块密度增加,而最大斑块指数和平均斑块面积显著减小,景观破碎化程度较严重;3景观多样性不断降低,景观格局向均衡化、单一化方向发展;4保护区景观格局变化是自然与社会经济等因素综合作用的结果,黄河径流量、降水量、气温、人口和社会经济发展是影响保护区景观格局变化的主要因素。     

资源型城市土地利用变化与湿地生态安全响应--以黑龙江省大庆市为例

黑龙江省大庆市作为典型的资源型城市(以石油资源、草场资源和耕地资源发展起来),是人地关系作用最强烈的区域之一,也是土地利用发生急剧变化且具有特色的区域.揭示本区域土地利用的时空变化特征和变化规律,探讨土地利用变化引发的生态安全问题,对于资源型城市生态环境改善,产业结构调整及实现资源型城市可持续发展尤为重要.为此,本研究基于大庆市1978、1988、1992、1996和2001年5个时段的MSS和TM影像,获取20a来不同时期的土地利用信息.以GIS技术为数据集成分析平台,计算湿地景观格局指数和各湿地景观类型的时空转移过程,以期从景观格局的角度定量刻画区域湿地景观过程对土地利用变化的响应和由此产生的湿地生态安全威胁.结果表明,区域内耕地不断增加,建设用地的扩大,以及湿地盐碱化和草甸化过程,是湿地减少的重要原因之一;土地利用造成的湿地景观分割、景观破碎和景观迅速减少,对生物多样性安全、水资源安全和人类健康安全等产生威胁;因而,应根据人类与自然共生原理,对不同湿地进行景观生态的分析、评价、规划和设计,逐步恢复原有的自然湿地景观,使其发挥多种湿地功能.     

辽宁省滨海湿地景观格局变化研究

辽宁省沿海岸线分布有丰富的滨海湿地资源,在区域经济发展中发挥着重要作用。基于1990年和2000年的Landsat ETM影像获取了辽宁省滨海湿地斑块图形数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,对辽宁省滨海湿地的景观格局变化进行了研究。结果表明,1990年至2000年间,辽宁省滨海湿地总面积呈萎缩状态,由1990年的17620.04 km2减至2000年的17331.72 km2,减少幅度为1.6%;湿地斑块数量亦在减少,由1990年的2 021块减少至2000年的1770块;湿地景观多样性指数和均匀度指数则呈下降趋势,分别由1990年的1.425和0.594下降至2000年的1.409和0.588。     

基于景观结构变化的青海湖流域湿地空间分析

以青海湖流域为研究区域,以遥感影像为主要信息源,以景观指数为空间分析方法,从流域和县域两级水平对青海湖流域1977-2000年湿地景观变化进行空间分析。结果表明:近30年青海湖流域湿地面积净减少101247hm2,斑块数目增加了1099个,破碎程度明显增加,分离度呈上升趋势,分维数逐渐变小趋近于1,人类活动的加剧导致青海湖流域湿地景观空间结构变化。     

两个时期福建省滨海湿地景观格局的比较

以2000年7幅Landsat7 ETM+影像和2009年12幅ALOS AVNIR-2影像为主要数据源,通过景观格局指数和转移矩阵,对福建省滨海湿地2000年和2009年两个时期的景观格局进行定量分析和比较。结果表明,与2000年相比,2009年福建省天然滨海湿地面积减少了44 296.6 hm2,人工滨海湿地面积增加了31 583 hm2,滨海湿地面积共减少了12 713.6 hm2;红树林、水田、库塘和盐田的保留率较低,滨海湿地大面积向非湿地转移,天然湿地向人工湿地转移;边缘密度指数升高、斑块结合度指数降低,景观格局破碎化程度加深;湿地与非湿地之间的转移过程所占比重最大,整体转移过程以水产养殖和非湿地为优势转出类型,说明了随着滨海地区的发展,人类对环境的改造强度不断加大,特别是养殖业的发展,是滨海湿地景观格局变化的最主要影响因素。     

近20年来河南沿黄湿地景观格局演化

在遥感和GIS技术的支持下,结合河南沿黄湿地的区域特点,确定了河南沿黄湿地景观分类系统,通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和扩展度等景观的空间格局指数,比较系统地分析了近20年河南沿黄湿地景观空间格局变化。结果表明：(1) 河南沿黄湿地的分布面积呈显著下降趋势。1987~2002年湿地面积减少了19.18 %,斑块数量增加了21.27 %,斑块密度净增加0.5倍。斑块总边缘增加了129 0491 m,斑块平均边缘减少了117.84 m。(2) 随着人类干扰强度增加,景观多样性下降,优势度增高。研究区景观多样性指数1987年为1.174,2002年降为0.9803,优势度指数由1987年的0.4355提高到2002年的0.6291。湿地的破碎化程度随着湿地面积的减小和斑块数量的增加,其破碎化程度越来越大,破碎化指数由1987年的0.0141增加到2002年的0.0172。(3) 湿地景观要素中,稻田湿地面积在增加,而水库坑塘、河流、滩地、荒草沼泽地面积都在不断减少,其中荒草沼泽 (芦苇沼泽) 湿地面积减少幅度最大。1987年荒草沼泽湿地占整个湿地地区的0.5%,但到2002年只占0.11%。表明近20年来,人类活动对河南沿黄湿地景观格局变化的影响程度较大。     

1990年以来4个时期四川省湿地的面积、景见旨数及其变化

以1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源,在遥感和地理信息系统技术的支持下,研究了4个时期四川省湿地的面积、景观指数及其变化。研究结果表明,与1990年相比,2015年四川省的湿地总面积减少了29 744.84 hm^2,其中,沼泽湿地面积减少了63 619.19 hm^2,河流湿地面积减少了27 742.60 hm^2;人工湿地面积增加了63 249.19 hm^2;四川省的湿地主要分布在川西北高原湿地区,最主要的湿地类型是沼泽湿地。随着时间的推移,4个时期四川省的湿地斑块数量、斑块密度和香农多样性指数在波动增大,而最大斑块指数在波动减小,面积加权平均斑块分维数变化不大;四川省的湿地向斑块破碎化、形状规则化和类型多样化方向发展。     

油气管道建设对干旱荒漠区景观格局影响的比较研究

以新疆绿洲-荒漠过渡带为研究对象,利用ArcGIS和fragstats软件,选用快鸟遥感影像解译土地利用类型,以50~100 m为宽度划分缓冲区,分别计算缓冲区及整体景观的几类代表性的景观指数,比较油气管道建设3个阶段景观格局的动态变化,分析其对区域景观格局的影响。结果表明:建设后草地面积逐渐减少,灌木林地和建设用地面积逐渐增加;在斑块类型水平上,原本占据优势的草地景观斑块数量增加,结构复杂程度增加,在景观中优势程度下降,以小斑块为主的灌木林地和建设用地复杂程度和优势程度提高;管道上方各景观类型的景观格局指数变化幅度较其他区域更加剧烈;在景观水平上,选取的6项景观格局指数反映出景观整体破碎化程度加剧,异质性增加,内部连通性下降,各景观类型比重更加均匀。总之,管道建设对所经过区域的景观格局和功能产生了明显的影响,原有结构发生变化,功能削弱。主要的影响区域为管道上方作业区,对于其他区域,影响强度随着距管道距离的增加而迅速降低,范围能够达到管道作业带两侧300 m。研究结果可为西部地区管道建设的生态环境保护和更深入的研究工作提供参考依据和理论基础。     

松嫩平原湿地景观格局动态变化研究

在GIS和RS技术支持下,运用FRAGSTATS软件,研究了1980~2000年松嫩平原湿地景观格局动态变化特征。结果表明,松嫩平原湿地景观格局发生了显著变化,21a湿地面积减少了33.1%;平均斑块面积、最大斑块指数均呈减小趋势,而景观形状指数、斑块密度、斑块分维数、景观分割指数和斑块周长偏离度则呈增加趋势;松嫩平原湿地分布质心发生偏移,21a来向西南方向偏移了49.82km,主轴方向逆时针旋转了7.817°,表明湿地景观具有破碎化和萎缩的趋势。这种变化是在区域水文和气候波动、水利工程、人类活动强度、对湿地的保护措施等因素共同驱动下形成的。     

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。