三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应

1992—2012年,受大型水利工程建设影响,三峡库区土地利用/覆被发生剧烈变化,论文选取工程建设重要时点1992、2002、2006和2012年的土地利用覆被图,探讨景观格局指数在30~1 000 m粒度范围内的粒度效应及其对土地利用变化过程的响应。结果表明：1）所选取的27个景观指数中,有14个对空间粒度变化高度敏感、3个中度敏感、7个低敏感、3个不敏感;不同类型景观（除裸地外）粒度效应规律相似。2）景观格局指数随粒度变粗呈5种变化规律：单调下降、单调上升、阶梯状上升、无明显变化、先增大后迅速下降。形状指数粒度效应对土地利用变化过程的响应明显,聚集度指数、面积-边缘指数、多样性指数随土地利用变化的特征不受粒度粗细影响。因此,景观格局分析最适宜粒度范围为30~60 m。3）1992—2012年三峡库区整体景观异质性增大、优势度降低、呈小斑块密集格局;耕地面积急剧下降、破碎化加剧,林地面积稳步提升,连通性提高。     

快速城市化地区森林景观生态质量的时空演变研究

该研究从景观角度出发结合森林斑块主要生态功能水平,使用改进雷达图综合评价法对森林生态质量进行综合评价,再结合景观综合连接度指数(IIC)对城市森林景观生态质量连接度进行分析,并通过斑块重要值指数(d IIC)、斑块节点度数和中介中心度明确不同时期厦门市森林景观生态质量连接度重点保护区域,为城市生态环境的规划与调控,以及实现城市生态的可持续发展提供重要数据支持。结果表明:(1)1988年最佳分析尺度为1 400 m,1996和2006年则为1 000 m;(2)1988年城市森林景观连接度远低于另外2个时期,2006年的连接度在大于500 m尺度下小于1996年的连接度;(3)中心区森林斑块重要值始终较低,近郊森林斑块重要值变化剧烈,而远郊森林斑块重要值始终对景观生态质量连接度贡献最大;(4)厦门市森林景观生态质量连接度重点保护区随时间变化,逐渐由近郊退居远郊。     

新疆鸟类和哺乳动物物种丰富度空间异质性及其多尺度效应

基于新疆维吾尔自治区鸟类和哺乳动10km×10km物种空间分布数据及1km×1km土地利用数据,引入NDVI、海拔和地理纬度等辅助数据,分别对物种和土地利用数据进行尺度变换,计算分析了1~10km尺度下的景观指数,并进一步在生态系统层面进行尺度效应研究,以探究表征物种多样性空间异质性的合理尺度.结果表明：新疆总体的景观类型较为丰富,北疆的景观丰富度和破碎度都相对高于南疆,并且各类型斑块分布不均匀,景观中存在具有优势度的斑块.鸟类在聚落、水体和湿地生态系统中的尺度效应明显,而哺乳动物的尺度效应在农田、森林生态系统比较显著.7~10km尺度下,聚落景观面积越小,分割度越高,水体景观越破碎,越离散,形状越复杂,鸟类丰富度越高.农田和森林生态系统的景观特征对哺乳动物丰富度具有较高的参考价值.7~10km下,农田斑块越离散、形状越复杂,哺乳动物物种丰富度越低;4km尺度下,森林景观斑块形状越复杂、连接度越高,哺乳动物物种越丰富.     

汾河流域景观破碎化时空演变特征

以1990年、2000年、2015年遥感影像解译数据为基础,利用Fragstats 4.2软件分别采取标准法和移动窗口法获取最佳分析尺度;在此基础上探索各景观指数空间分异特征,揭示流域景观破碎化时空演变过程;采用空间自回归模型分析景观破碎化的影响因子。结果表明：随着粒度和幅度的改变,部分景观指数呈现一定规律性,90 m栅格大小、900 m方形窗口尺寸为研究区最佳分析尺度;斑块密度、蔓延度、有效网格大小、香农多样性指数在三个时期均存在空间集聚效应,且空间集聚类型分布形态具有较强的相似性;1990-2015年汾河流域景观破碎化空间分布格局发生明显变化,破碎化集聚区域呈现碎斑化;坡度、高程、距建设用地距离是影响三个时期流域景观破碎化的主要影响因素。     

中田河流域景观异质性对水体总氮浓度影响研究

土地利用变化使输移至河流的营养盐负荷发生变化从而导致地表水水质变化.研究景观异质性对营养负荷的影响程度对改善水质的最佳管理措施至关重要.本研究从2013年1~12月,对中田河流域干支流水系20个监测点的地表水总氮浓度进行了周年定点监测,考虑到流域单元的嵌套关系,选择7个土地利用结构和13个景观格局指数,探讨了景观异质性对中田河流域水体总氮浓度的影响.研究表明:1建设用地和草地对总氮浓度有重大影响,表现为建设用地会恶化水质,而草地可以改善水质;2景观斑块-形状指数、景观斑块-面积指数和建设用地是景观尺度上影响流域总氮浓度的主要因素;3回归分析进一步显示建设用地和景观斑块-面积指数对总氮浓度的贡献分别是67.31%和32.69%.     

景观格局指数在生态环境影响评价中的应用——以丽江至香格里拉铁路生态影响评价为例

以丽江至香格里拉铁路为例,选取了随土地利用分类系统变化的可预测性强的景观格局指数,分别反映景观面积、密度、邻近度、多样性和聚散性,对研究区生态系统结构及铁路建设对其产生的影响进行分析。结果表明,选取的景观格局指数能够反映研究区生态系统的结构状况及其变化,能够保证生态环境影响评价的科学性。     

景观格局指数在生态环境影响评价中的应用——以丽江至香格里拉铁路生态影响评价为例

以丽江至香格里拉铁路为例,选取了随土地利用分类系统变化的可预测性强的景观格局指数,分别反映景观面积、密度、邻近度、多样性和聚散性,对研究区生态系统结构及铁路建设对其产生的影响进行分析。结果表明,选取的景观格局指数能够反映研究区生态系统的结构状况及其变化,能够保证生态环境影响评价的科学性。     

基于景观指数的滨海新区景观格局变化分析

以1984,1995,2008年遥感影像和2004年滨海新区土地利用现状图为主要数据源,在遥感与地理信息系统技术支持下,获取天津市滨海新区1984-2008年景观变化数据。定量分析了几种常用景观格局指数随尺度的变化规律。应用景观指数对1984-2008年间滨海新区的景观格局变化研究表明,滨海新区景观利用过程中景观形状趋于多样化,景观破碎化程度日趋严重。各项景观指数的研究结果表明,滨海新区近年来的景观变化基本是在城市规划和土地规划下的有序变化,反映了人为干扰在滨海新区景观变化中的主导作用。     

城市化下景观格局对河流水质变化的空间尺度效应分析

研究不同空间尺度上景观组成与结构变量对城市河流水质的影响程度和机制对于流域生态保护具有重要意义.以汉江流域襄阳城区段8个水质监测断面为中心,利用GIS软件以河流为对象生成8种空间尺度的缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析等方法与模型,识别景观格局对河流水质影响最有效的河岸带空间尺度,以及其与水质的相互关系.结果表明:①总体上农用地和城市用地的面积占比随缓冲区宽度上升而增加,而其他景观类型呈相反的变化特征.②景观格局在不同宽度缓冲区内对河流水质的影响具有空间尺度性,在300 m宽度解释能力最大,达到了78.5%.③景观组成变量中仅园地的面积比例(PLAND_(GAR))在400 m宽度上与水质指标存在相关关系.④影响水质变化的主要景观类型在小尺度上是城市用地,相对较大尺度上是林业用地,并且城市用地和林业用地的斑块密度(PD_(URB)和PD_(FOR))对河流水质的负面影响最为显著.结果反映了300 m宽度是景观格局对水质变化的最佳临界区,景观组成变量对水质的影响程度小于景观结构变量.同时,不同景观类型对水质的影响机制也具有差异性,林业用地分布越密集、面积越大对进入水体的污染物净化作用越明显,而分散分布的城市区域对水质退化的作用显著.园地和草地因种植方式的差异对水质变化有一定的影响;而农业用地与水质之间没有发现显著的相关性.研究结果可以从宏观尺度上为流域水环境保护、景观优化与管理提供科学依据.     

南京市景观生态空间格局动态变化研究

对南京市1988年、1995年、2003年的景观空间格局动态变化研究,结果表明:南京市域的整体景观多样性指数、均匀度指数、破碎度指数逐渐增加,优势度指数、面积变异系数呈现减小的趋势;各种景观类型的景观指数在不同时期差别较大,旱地的平均斑块面积则逐年减小,其他几种景观类型的平均斑块面积都呈现增大的趋势;六个区域的景观格局特征差异较大,景观多样性指数、均匀度指数、分离度指数以南京市区为最高;聚集度指数以高淳为最高,六合次之,南京市区为最小;形状指数以江宁为最高,六合次之。     

入太湖河流武进港的区域景观格局与河流水质相关性分析

以武进港区域为例,通过遥感解译得到土地利用分类数据,以区域7个水质监测断面为中心生成缓冲区,并借助FRAGSTATS软件计算各用地类型面积比例以及斑块数量(NP)、面积加权斑块分型指数(FRAC_AM)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)等5个景观格局指数,从组成属性和空间属性两方面表征景观格局,进而分析景观格局与河流水质的相关关系.结果表明,区域景观格局与河流水质有显著相关关系:建设用地的面积比例与污染指标呈显著正相关,表明建设用地为区域污染物产生和输出的主要用地类型,也是影响河流水质的关键因素;而耕地的面积比例与污染指标呈显著负相关;各景观指数与水质均存在关联,特别是SHDI和SHEI与污染指标体现了明显的负相关,CONTAG与污染指标体现出明显的正相关.     

潮河流域景观格局与非点源污染负荷关系研究

以密云水库上游潮河流域为研究区,在HSPF模型模拟的基础上,利用CCA排序和路径分析等多种统计分析方法,分析不同水平景观格局与非点源污染过程的相关关系,确定各景观指数对非点源污染的影响和贡献程度.结果表明:潮河流域景观格局与非点源污染过程的关系密切,二者的关系与空间尺度也有着紧密的关联.景观格局指数能累积解释55％的流域非点源污染负荷变化,土地利用面积比例的影响要大于景观格局指数,耕地是污染负荷的主要贡献源,而林地和草地较能有效控制污染物的输出.污染负荷受景观的破碎化、多样性和蔓延度的影响较大,流域内的景观越破碎、类型越丰富,斑块分布越零散,污染物的输出也就越多.斑块类型水平上,影响污染物负荷的指标因景观类型不同而异,其中,斑块密度(PD)和边缘密度(ED)是影响流域非点源污染负荷的共性指标.路径分析的结果表明,边缘密度(ED)、香农多样性指数(SHDI)、聚集度指数(AI)和蔓延度指数(CONTAG)是影响流域非点源污染负荷输出的主要景观格局变量,其中,香农多样性指数对TN、TP负荷的解释能力最大.较少的人类活动干扰和斑块类型的团聚分布能减少污染物输出的风险.     

科尔沁沙地农牧交错区景观持续性研究

科尔沁沙地农牧交错区景观持续性的分析表明,在不同时间尺度上,景观多样性的持续性增加1.038(±0.033),而景观优势度持续性下降0.873(±0.112),说明在1958年固定沙丘地占主导地位的景观逐渐演化成流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和农田相间分布、平分秋色的景观。在农牧业生产活动的影响下,景观格局的持续性在空间形状的变化上趋向复杂(景观分维数持续性为1.008),而其相邻性下降(景观修改分维数0.953)。斑块尺度上,不同时间尺度的分析显示,流动沙丘和半固定沙丘斑块面积持续性增加,而固定沙丘和农田斑块面积持续减少;从斑块格局的持续性来看,半固定沙丘地空间格局的持续性呈增加的趋势最明显,为1.038(±0.087),固定沙丘地空间格局的持续性呈减少的趋势最明显,为0.806(±0.032);40年来科尔沁沙地的农牧交错活动对斑块修改分维数的持续性影响是一致的,呈下降的趋势,说明该过程减少了景观中斑块间的相邻性。     

农业源头流域景观异质性与溪流水质耦合关系

以丹江口库区胡家山流域为研究区域,分析了溪流枯、丰水期的水质变化特征,结合流域和河岸缓冲带景观类型及其格局,运用Spearman秩相关分析筛选了影响溪流水质的景观指数,利用逐步回归和冗余排序法定量描述景观格局与溪流水质的耦合关系.结果表明：溪流水质指标中氨氮和总磷浓度时空变化较大,其标准变异系数范围分别为69.8%~207.6%和52.0%~146.1%.景观类型中耕地和居民地是溪流水体污染的重要来源,两者在100m河岸缓冲带尺度上对氨氮的解释程度为58.6%,高于流域尺度;景观格局指数中蔓延度、林地和居民地斑块密度、林地和居民地最大斑块指数以及林地和耕地聚集度指数等显著影响溪流水质（P<0.05）,流域尺度上各景观类型的景观指数对总氮和总磷的解释程度分别介于71.1%~81.6%和74.5%~83.8%,均高于100m河岸缓冲带尺度,其中蔓延度对总氮和总磷均有显著影响（P<0.05）.无显著因子进入高锰酸盐指数模型中,其浓度变化是各景观指数共同作用的结果.此外,景观格局季节变化也显著影响溪流水质.枯水期景观指数能够更好的解释总氮和总磷变化,而丰水期对氨氮的解释程度要好于枯水期.     

基于最佳分析粒度的大辽河流域湿地景观格局分析

湿地景观格局分析是湿地生态和全球变化研究领域的热点,最佳分析粒度是景观格局分析准确性的关键指标.定性与定量相结合,综合利用景观指数粒度效应分析和信息损失评价,确定了大辽河流域湿地景观格局的最佳分析粒度为60m.在该粒度下,选取反映空间组成和空间构型的指数,进行湿地景观格局分析.结果表明:①大辽河流域湿地景观主体为水田、...     

景观类型与景观格局演变对洪泽湖水质的影响

基于Landsat序列遥感影像数据解译进行了景观类型分类,分析了2008—2018年洪泽湖16个监测点位水质数据变化特征,从流域尺度研究了景观类型和景观格局演变对湖区水质的影响机制.研究结果表明,洪泽湖区主要水质风险指标为总氮（TN）和总磷（TP）,淮安南区域TN和TP浓度较高.2000年之前洪泽湖流域内景观类型主要为旱地（43.3%）,2000年后主要景观类型逐渐转变为水田（37.7%）和建设用地（23.6%）.建设用地、水田、入湖河流、围圩和围网养殖面积与湖区TN和TP浓度呈显著正相关,林地和草地面积与TN和TP浓度呈显著负相关.围圩养殖面积对TN浓度变异解释度最高,建设用地面积对TP浓度变异解释度最高,分别为47.6%和43.2%.近20年洪泽湖流域景观破碎度增大,斑块密度指数（PD）和蔓延度指数（CONTAG）与湖区TN、TP浓度呈显著正相关.建设用地、围网和围圩养殖面积增加以及景观破碎化增强与湖区TN和TP浓度上升密切相关.减少围圩和围网养殖的面积比例,控制建设用地和水田规模,降低生态空间景观破碎度,是维护和修复洪泽湖水质安全和水生态健康的重要抓手.     

Fractal properties of patch perimeters in a disturbed montane landscape, Beijing, China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｓｃａｐｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｍｐａｃｔｓｏｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｅｈｉｇｈｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄｔｏｐｉｃｓｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｂｉｏｌｏｇｉ...     

独流减河流域绿色基础设施空间格局与景观连通性分析的尺度效应

尺度效应是景观生态学研究的核心问题之一,是正确理解和感知景观格局与生态过程相互作用及其动态变化特征的基础.针对GI（绿色基础设施）进行空间格局与景观连通性分析具有强烈的尺度依赖性的问题,以天津市独流减河流域为例,利用ArcGIS 10.1、ENVI 5.3和eCognition 8.9软件进行面向对象土地利用分类,基于MSPA（形态学空间格局分析）方法和景观连通性分析方法,借助GuidosToolbox 2.6和Conefor 2.6软件,通过设置不同的粒度、边缘宽度和扩散距离,对2016年研究区GI的粒度效应、边缘效应和距离效应进行定量分析和评价.结果表明:①MSP（形态学空间格局）类型具有明显的粒度效应和边缘效应,较小的粒度和边缘宽度会得到更为详细的空间格局信息.②粒度效应改变GI像元的空间分布,会导致GI空间信息的丢失或增加,直接影响MSP类型的空间配置和量化关系;而边缘效应不会改变GI像元的空间分布,使得GI空间信息不发生改变,但对MSP类型的影响更为显著.③景观连通性与扩散距离具有直接关系,扩散距离越大,GI核心区景观连通性越高,当扩散距离增至一定程度时,所有核心区会连接成一个网络整体,景观连通性达到最大,研究区GI核心区的扩散距离关键值在2.5~4.5 km之间.研究显示,独流减河流域GI要素尺度效应明显但机理不同,基于MSPA和景观连通性分析方法能够更加直观地反映各景观类型和网络组分的空间变化特征和数值变化规律.      

Application of landscape connectivity in habitat suitability evaluation case study in Wolong Nature Reserve,Sichuan, China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｓｃａｐｅｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ，ａｓｏｎｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｅｓａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｌａｎｄｓｃａｐｅｅｃｏ...