塔里木河干流景观格局梯度分析

基于GIS 技术,以塔里木河干流为研究对象,通过缓冲区取样分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;针对流域本身自然地理梯度特点,分别在流域5个河段沿横向梯度设置了35个缓冲带,并利用Fragstas 软件分别在景观水平和类型水平上选取景观指数,进行景观格局梯度分析与比较。结果表明: ① 研究区其他类型土地利用占总面积的54.88%,为整个流域景观的背景,植被占35.1%。低覆盖草地占植被面积最大、空间上呈连片的趋势,高覆盖草地空间分布较集中,林地斑块较小,被其他景观分离,空间结构破碎化较严重,耕地斑块数目最多,从上游至下游景观多样性降低,景观异质性减小。② 土地利用空间格局异质性特征比较明显,呈现出“上游-中游-下游”地域梯度和河道两侧缓冲带梯度格局,河流对景观格局的空间分布有明显影响,由不同宽度缓冲带的景观格局指数分析,塔里木河的宽度效应在河段1、2、3、4分别为8.6～10 km、6.6～8.1 km、4.8～4.9 km、1.4～5 km,各指数随缓冲带宽度的变化趋势反映出河流效应的强弱。③ 在类型水平上各景观指数反映不同景观类型对河流效应的敏感程度,有林地主要分布在1～5 km,疏林地为1～10 km,高覆盖草地为1～9 km,低覆盖草地为1～12 km。以河道为中心建立的辐射缓冲带的景观格局分析方法,很好地揭示了河流廊道-绿洲-荒漠过渡地区景观梯度动态和生态效应幅度,有利于制定更有效的发展政策,为受损生态系统的生态修复提供了有力依据。     

东北典型农区土地利用变化的生态效应研究——以公主岭市为例

在人为活动占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的生态效应是不同的,并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。因此,本文利用Landsat TM和MSS遥感数据,以具有相对完整的自然生态过程的小流域作为评价单元,借助GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现,公主岭市1975—1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加,随后逐渐减小,到2000年局部地区又有所回升,这种变化与该地区土地利用类型的变化,特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关,说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。     

天山北麓的水资源利用与绿洲稳定性-以玛纳斯河流域为例

玛纳斯河是天山北麓最大的河流流域 ,玛纳斯流域拥有天山北麓最大的绿洲 ,以玛纳斯河流域绿洲为研究对象 ,来分析天山北麓水资源的利用对流域绿洲稳定性的影响。天山北麓自然环境体现为山地 -绿洲 -荒漠复合生态系统。绿洲是干旱区所特有的一类景观 ,它是一个人工与自然的复合生态系统 ,它作为发育在干旱气候大背景下的隐域性的自然景观 ,水分条件是决定其存在和发展的基础。天山北麓地区人类活动历史悠久 ,对水资源利用的影响较大 ,也是引起天山北麓绿洲演变、分布变化及其稳定性的重要因子。处于不同地貌位置的绿洲 ,由于其水资源特点不同 ,绿洲的稳定性以及绿洲演变规律也有所区别。总的来说 ,绿洲的稳定性由其内部与外部生态系统的结构、功能及生态过程决定 ,直接关系到区域社会经济的持续发展 ,水资源状况及利用是关系到天山北麓绿洲稳定性的关键性因素。合理利用水资源 ,可保持绿洲面积的稳定性 ,绿洲分布的稳定性 ,以及绿洲生态系统结构、功能的稳定性 ;水资源利用不当会导致绿洲内部土地发生大面积次生盐渍化 ,绿洲外围则由于生态用水不足加之人为破坏 ,使作为绿洲屏障的过渡带转变成生态断裂带 ,威胁绿洲的稳定性。利用工程技术方法和工程管理方法解决好灌区水利工程存在的问题 ;实施高新技术?     

1985年~2000年西藏地区景观格局变化及影响因子分析

利用西藏地区1985年及2000年两期遥感影像解译的数据,并结合GIS和统计软件,对西藏地区15年来景观格局变化特征进行分析。结果表明:1985年~2000年,西藏地区各景观要素之间发生了显著的变化,未利用地、居住地及建筑用地、灌木林地及疏林地面积增加,其中居住地及建筑用地增加的速度最快,增长率为46.6%;农用地、森林、草地、河流及湖泊、冰雪地面积减少,河流、湖泊和农用地面积减少率较大,分别为13.1%和10.4%;各景观要素发生相互转移,其中转移程度较大的是草地与未利用地,未利用地向草地转换了80313.46km2,草地向未利用地转换了155974.97km2,占草地转出量的90%以上。通过对景观格局分析发现,总体景观斑块数量增加,最大斑块指数减小,景观多样性指数、均匀度、破碎度增加,优势度等减小,西藏景观格局向多样化、破碎化发展;同时各景观要素之间聚集度指数在增加,形状指数、分维数减小,景观不同要素分布交错格局趋于简单,斑块形状向着规则化方向发展。利用典型相关性分析方法对景观格局变化的影响因子进行分析,发现人口增长、过牧等人为活动以及海拔、气温等自然因子是西藏景观格局变化的主要影响因子。     

内蒙古武川县耕地资源可持续利用的景观生态评价

将景观生态学原理与方法和土地可持续利用目标相结合,利用2000-2005年遥感影像(TM)数据,从景观生产力、景观胁迫度与景观稳定性3方面构建武川县耕地可持续性的景观生态评价指标体系,进而对武川县耕地资源利用的可持续性进行评价和分析。结果表明:2000-2005年武川县耕地可持续利用程度指数为0.01,总体上处于平稳趋势,西部耕地可持续利用程度大于东部地区;武川县耕地资源的可持续利用综合指数的空间变化明显,在8个乡镇中,综合指数增加的有西乌兰不浪镇、得胜沟乡、大青山乡、哈拉和少乡4个乡镇,其指数增加值分别是0.2617、0.1586、0.0953、0.0685;可镇、哈乐镇、上秃亥乡、二份子乡的权重在减少,减少值为0.3820、0.1203、0.0489、0.0328;耕地可持续利用程度区域差异显著,主要表现为城镇化较高的乡镇耕地可持续利用程度减弱,城镇化较低、生态环境有所改善的乡镇可持续利用程度增强。由此认为武川县耕地资源仍然处于可持续利用状态,城镇化和生态环境变化是制约和促进武川县耕地可持续利用的重要因素。     

定西关川河流域退耕还林还草对景观格局演变的影响

以甘肃定西关川河流域为研究对象,利用遥感影像和实地调查相结合的方法,获取退耕还林还草前后（1995年、2000年、2005年和2010年）的土地利用数据进行景观格局演变分析。结果表明：从1995-2010年,农地面积由56.86%减少到28.50%,而林地由9.01%增加到20.01%,草地由31.92%增加到48.30%;建筑用地持续增加,水域面积减少较快。流域景观破碎化程度略有上升,斑块形状指数有所降低。景观优势度指数、多样性指数、均匀性指数和连接度指数变化不大。1999年实施的退耕还林还草工程,是林草地面积增加的直接驱动因素。15 a间,有50.95%的农地转变为草地,有46.24%的林地和草地又转变为农地,说明流域人口和城市的扩张,林草地面积扩大的压力仍然很大。此外,关川河流域水域面积的快速减少,说明流域水资源环境呈恶化的趋势。     

基于景观格局的新疆生态脆弱性综合评价研究

以新疆土地资源为研究对象,选取分维倒数、破碎度两个景观格局指数以及沙漠化敏感性、盐渍化敏感性和土壤侵蚀敏感性3个生态系统敏感性指数构建景观类型脆弱度和区域生态脆弱度模型,利用连续覆盖全区的格网进行空间系统采样,生成生态脆弱度空间分布图,从景观格局与生态系统敏感性相结合并利用GIS技术对新疆的生态环境进行综合定量的分析和评价.结果表明:(1) 未利用地和农用地的景观脆弱度指数较高,草地、林地其次,建设用地和水域最小;(2) 相关分析显示,破碎度、盐渍化敏感性、沙漠化敏感性和土壤侵蚀敏感性与景观类型脆弱性间存在着显著的正相关关系,能较好反映区域生态环境问题; (3) 区域生态脆弱度的空间格局与研究区实际吻合良好,表现为水平方向上环两大盆地分布,离沙漠腹地距离越近脆弱度越高;垂直方向上生态脆弱度具有随海拔增高坡度变大而增大的趋势; (4) 结合研究区实际可知,气候、地形地貌、土壤结构、水资源等自然因素为新疆的生态环境提供背景基础,而人类活动则是重要的调控因素.     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

近28a克孜河流域天然植被需水满足程度研究

以克孜河流域天然植被为研究对象,基于Landsat TM遥感影像及流域统计年鉴,分析了1990年、2000年、2010年及2018年流域天然植被的动态变化,采用潜水蒸散法计算了4个时期流域天然植被的生态需水量,研究了现状年流域天然植被潜水蒸发的极限埋深及恢复需水量。结果表明:(1)克孜河流域天然植被面积在28 a年间减少了1612.48 km~2,减少幅度18.99%,总覆盖度减少22.26%;(2)克孜河流域天然植被在4个时期内的需水量分别为7.69×10~8m~3、7.49×10~8m~3、6.65×10~8m~3及5.84×10~8m~3;(3)克孜河流域4个时期内流域来水均无法完全满足天然植被的生态需水量,分别缺水6.65×10~8m~3、7.49×10~8m~3、6.11×10~8m~3和5.84×10~8m~3,流域缺水现象十分严重。为保证天然植被的生态需水,确定5.5 m为潜水蒸发极限地下水位埋深,所需水量为9.73×10~8m~3。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

中亚阿姆河跨境流域景观生态风险时空演变特征分析

以中亚阿姆河流域1995—2018年6期土地利用遥感数据为基础,应用景观生态风险指数模型、半方差分析、空间自相关等方法分析该跨境流域景观生态风险时空演变规律.结果表明:(1)自1995年以来,研究区景观格局发生了显著变化,裸地面积增加最多(22704.66 km2),以林地、草地、水体转入为主,水体面积减少最多,占比由...     

基于生态足迹分析的青海湟水河流域可持续发展能力

基于生态足迹模型,计算2000-2005年湟水河流域生态足迹.结果表明:6年来,湟水河流域人均生态足迹从2000年的1.426 5 hm2/人增加到2005年的1/659 6 hm2/人,人均生态承载力从2000年的1.116 8 hm2/人减少到2005年的1.056 9 hm2/人,人均生态赤字从2000年的0.443 8 hm2/人增加到2005年的0.729 5 hm2/人,生态压力指数从2000年的1.45上升到2005年的1.78,表征状态由较不安全(4级)上升到很不安全(5级),现有发展模式不变的话,预测2010年生态赤字达0.943 2 hm2/人,生态压力指数为2.07,处于极不安全状态(6级).同时,随着湟水河流域生态足迹多样性指数从2000年的1.03提高到2005年的1.29,GDP生态足迹由2000年的2.702 3hm2/104元降低到2005年的2.215 6 hm2/104元,发展能力从2000年的1.46增加到2005年的2.14,预测2010年发展能力将提高到2.71.基于可持续发展理论,提出了实现湟水河流域可持续发展的措施和对策.     

玛纳斯河流域生态环境质量评价

随着玛纳斯河流域经济的迅速发展,流域生态环境问题日益显现。为了保证流域经济与生态环境的协调发展,开展生态环境动态监测并进行实时客观评价,提高生态环境优化调控与科学管理的效率,成为流域可持续发展的战略方向之一。因此,本文根据流域生态环境历史与现状的调查结果,对流域生态系统结构进行分析,将其主要生态环境问题归纳为生态环境质量评价指标,建立玛纳斯河流域生态环境质量标准,选择数学模型对流域进行单因子评价和综合评价,形成定量反映流域生态环境质量的成果,并根据玛纳斯河流域生态质量评价结果对玛纳斯河流域生态环境建设提出建议,为该流域的各种规划及生态环境建设提供理论依据。     

1998年特大洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观变化研究

以1998年特大历史洪水为背景,基于遥感技术平台,运用景观生态学理论,从时间尺度上进行单场洪水前后洪泛湿地景观格局的定量对比分析研究,通过特大历史洪水前后的景观动态变化、景观格局指数变化和景观转换变化三方面来揭示特大历史洪水对退化洪泛湿地景观的恢复功效.结果表明:(1)霍林河1998年特大历史洪水对流域下游退化的洪泛湿地具有很好的恢复功效,且以自然湿地有恢复效应较强,人工湿地的作用效果甚微.(2)在特大历史洪水作用下霍林河流域下游洪泛湿地景观整体性和多样性提升,稳定性增强.(3)霍林河1998年特大历史洪水促进数量众多的河流湖泊湿地生成,与此同时原有河流湖泊湿地面积扩张,使得河流湖泊湿地整体性增强,这主要是缘于特大洪水提供的丰富水源使得河道附近的沼泽湿地,以及湖泡周边的盐碱地大量的演变为河湖湿地.(4)霍林河1998年特大历史洪水虽然对沼泽湿地亦具有一定的恢复功效,亦主要来源于河道附近的盐碱地的转换输入贡献,但效果不及河流湖泊湿地的显著,这可说明单次偶发的特大洪水可能较难起到彻底恢复退化洪泛湿地景观的功能,而要实现该目标,可能需要超标准洪水的频繁泛滥,这需要进一步的研究.(5)特大历史洪水在促进流域下游洪泛湿地景观扩张的同时,洪水的冲洗盐作用对流域的盐化环境亦具有很好的改善作用,因此亦可以通过增大洪水的泛滥来改善流域严峻的盐化环境.但是需要多大频次的、多大量级的洪水泛滥作用还需要更进一步的研究.(6)偶发的特大历史洪水虽然可以很好的实现河流湖泡湿地景观的恢复,但这种恢复的效果能持续多久,还需要进行更长时间序列的更新研究.     

塔里木河下游典型区景观生态质量评价

近20年来,由于人类对水资源利用的不合理,塔里木河下游生态环境持续恶化,大西海子水库以下河段自1974年以来至2000年全部断流。本文选取卡拉～台特马湖段呈东南向分布的狭长地带为典型区,以2000年的TM影像为数据源,在RS和GIS技术的支持下提取了土地利用程度及植被类型因子,结合地下水位对塔里木河下游典型区进行了景观生态质量综合评价。研究将典型区按景观生态质量高低分为好、一般、较差、差和极差五个等级,结果表明:质量优的景观多是河道附近呈斑块状分布的人工绿洲,质量差的景观是塔里木河下游典型区的主体,景观质量较差的景观面积占典型区的98.91％,主要分布在距离河道比较远的地区和英苏以下地段。以上研究结果可为生态治理规划提供科学依据。     

土地利用变化对流域面源污染的累积生态效应影响

从土地利用景观生态结构与面源污染的关系入手,分析大伙房水库流域土地利用景观结构及其变化过程,特别是农业景观结构变化对面源污染发生发展的累积生态效应影响。研究内容主要有三个方面:随着农业景观面积的增加,相应的化肥、农药施用量加大,造成面源污染加重;农业景观大多分布在河流的两侧,高差较大,这样极其容易引起水土流失,把土壤及其土壤中的有机物带入水库,加深面源污染的程度;农业内部结构的调整,如种植业向畜禽养殖业的转变对流域面源污染影响加大。     

基于RS与GIS的三工河流域生态景观格局分析

利用RS、GIS等手段 ,通过对TM影像的几何校正、配准处理 ,应用计算机分类和人工分类相结合的方法 ,编制生态景观类型图 ,并计算景观多样性、优势度、破碎度和均匀度等指数。对阜康地区三工河流域土地利用类型的生态景观格局初步分析表明 ,该流域是以草地为基质 ,依水分条件优劣发育而成的多种植被类型组合的山地—绿洲—荒漠 (MODS)复合景观结构。其景观破碎度较低 ,多样性较小 ,虽然整体构型较为规整 ,但由于人类活动对其影响的程度趋于增强 ,部分地区生态环境退化表现明显。     

艾比湖流域景观结构及其与环境因子关系分析

以艾比湖流域为研究对象,采用Fragstats3.3的标准法和移动视窗法先后分析了流域景观结构及其空间分布特征;然后,针对流域本身自然地理环境特点,分别设置了两条样带,获得了景观指数沿两个样带方向的变化数据;最后,以高程、降水、气温、地温、人口和GDP为环境因子,以景观指数值为目标物种,利用去趋势典范对应分析方法研究了景观结构与环境因子的关系。结果表明:艾比湖流域景观结构简单,景观类型所占比例较为均衡,斑块多以相邻大斑块拼接而成,破碎化程度低,荒漠作为基质在景观类型中占据着优势地位,景观指数变化较大的地区多处于两种不同景观类型之间的过渡地带,自然环境对景观结构的影响比社会环境影响更大。     

基于景观空间结构信息的区域生态脆弱性分析--以黄河三角洲垦利县为例

以黄河三角洲的垦利县为例,以1987年和2000年遥感影像为基本信息源,利用景观类型空问结构信息破碎度、分维数、分离度和景观类型的敏感度、适宜度构建景观类型脆弱度指数CEVI和区域生态脆弱度指数EVI。利用连续覆盖全区的格网进行空问系统采样,使脆弱指数空间化,生成了两个时期的区域生态脆弱度分布图,并对脆弱度的空间格局与动态特征进行分析。结果表明,研究区未利用地和盐荒地景观脆弱度较高,比较1987年和2000年景观类型的脆弱度,旱田、水田、建设用地和未利用地的CEVI指数减少,林草地、盐荒地和水域景观类型的CEVI呈增长趋势;区域生态脆弱度的空间格局及动态变化与黄河河道和海岸线具有较好的相关性,黄河和海岸线是该区生态脆弱度空间格局的控制因素。     

银川市湖泊湿地景观空间格局动态演化分析

区域生态安全是可持续发展的基础,湖泊湿地对于区域生态安全的维护具有至关重要的意义.应用3s技术以及景观空间格局指数方法,对银川市湖泊湿地进行了动态演化研究.分析得出:①近20年来,银川市湖泊湿地景观斑块总面积A总、平均面积A、斑块最大面积Amax等特征呈逐年减小的趋势;②银川市湖泊湿地景观内部结构中,虽然部分指标特征有所改善,但整体仍呈脆弱化、不稳定化的变化趋势,如2004年MSI,FD,FS等指数特征虽都明显好于1997年,但是与1987年状态相比仍有差距;③银川市湖泊湿地景观动态演化的驱动力因子有气候和水文的自然因子以及人口增长、农业开发活动和政策调整等人为因子,其中人为因子为主要的驱动力因子.根据结论进一步提出对策及建议,以期为银川市生态建设和生态安全维护提供参考.