城市化驱动下流溪河流域土地利用与景观格局时空演变分析

改革开放以来中国城市化的快速发展,造成了流域土地利用与景观格局的剧烈演变,进而影响流域生态水文环境的健康。以流溪河流域为例,选取1980—2015年间土地利用数据,利用土地利用转移矩阵与景观格局指数法,分析计算了该流域土地利用和景观格局的时空演变特征。研究结果表明:①由于流域耕地逐渐减少并大量转化为建设用地,加之耕地面积逐渐破碎化与均质化,导致景观格局表现为逐渐破碎化与均质化的特征;②流域中、下游土地利用类型与景观格局演变剧烈,且2000—2010年期间变化最剧烈;③流域第三产业占比的增加与人口的增长是促使耕地大幅减少并转化为建设用地的主要城市化指标。     

2010～2020年汉江中下游流域景观格局变化分析

为探究汉江中下游流域景观格局变化的结构特征和驱动因素，基于遥感数据，分析汉江中下游流域2010～2020年土地利用/覆盖变化(LUCC)及景观格局变化，采用支持向量机法，分析土地利用类型时空变化及其景观破碎度、多样性变化和斑块形状等，从不同角度探讨该区域景观格局变化驱动因素。研究结果表明：汉江中下游流域景观格局在自然和人文因素驱动下向着更均衡、更多元化的方向演变，集聚的大型景观类型倾向于被其他景观分割、离散，由单一景观的优势格局演化为更丰富多样的区域景观格局分布；在类别水平上，耕地和草地景观斑块形状破碎化程度增加，城镇建设用地景观形状指数(LSI)和斑块密度(PD)均有不同程度增加。研究结果可为汉江中下游地区的经济发展和生态环境保护提供理论基础。     

黄河三角洲湿地景观格局演变研究

运用景观生态学原理,基于不同年代的遥感数据,系统分析了1993～2004年黄河三角洲湿地景观格局演变情况.结果表明:①湿地面积总体上变化不大,景观破碎化水平相对较低,湿地景观保持着一定的自然状态;②随着人类干扰强度的增强,斑块数量急剧增加,破碎化指数、斑块密度显著增大,景观破碎化程度提高;③湿地结构和组成发生了变化,人工湿地面积急剧增加,自然湿地面积减少;④芦苇湿地斑块急剧增加,平均斑块面积减少,说明芦苇湿地生态功能降低,湿地质量下降.⑤黄河水沙资源变化、人类活动干扰是三角洲湿地景观格局演变的根本动力和主导因素.     

通口河唐家山至苦竹坝河段未来冲刷深度估算

2008年“5·12”地震后，唐家山堰塞坝在泄洪过程中发生局部垮塌，造成唐家山至苦竹坝坝址河道发生剧烈演变，原河道被填埋，重新形成一条新河道，近几年来新河道仍处于明显的演变调整之中。为了预测新河道未来的冲刷情况，以2012年11月的实测断面为冲刷深度估算的代表断面，采用河流动力学最大启动粒径公式，对该段河道未来的演变情况进行了估算。结果表明：该河段仍将保持冲刷下切态势，河道平面变化仍然频繁和明显。     

长江石首弯道段河道演变分析

长江石首弯道河段是下荆江变化最为剧烈的河段之一,附近有天星洲江心滩、五虎朝阳边滩、向家洲边滩、三合洲等,由于这些边滩及江心滩的冲淤、聚散,常导致主流迁徙不定。通过对本河段边界条件、来水来沙情况,以及对河段的岸线、深泓线、典型横断面的变化,河床纵向改变、江滩变化等情况来分析河道演变的过程,总结河道演变结果和未来河床冲淤趋势。     

鄱阳湖生态经济区湿地景观格局演变

通过斑块密度、斑块平均面积、斑块平均形状破碎化指数和面积加权平均形状破碎化指数4项景观格局指数,结合形态学空间格局分析法(MSPA),从景观和像元层面探索了1995～2015年鄱阳湖生态经济区湿地景观格局演变过程。结果表明:①鄱阳湖生态经济区湿地面积呈现波浪状增长,其内部湿地类型变化较剧烈;②4项景观格局指数均表明研究区湿地呈越加破碎的变化趋势:③MSPA的分析结果与景观格局指数相一致,研究区湿地以"核心区"形态为主。研究结果可为鄱阳湖生态经济区的景观破碎化研究提供参考,并为区域景观格局优化、土地合理管理提供借鉴。     

人类活动对若尔盖湿地景观格局的影响

以1989年、1995年、2005年、2007年、2012年的5期遥感影像为数据源,得到了若尔盖地区的湿地景观格局空间分布,同时采用景观格局指数分析了若尔盖地区高原湿地景观格局的变化情况,最后选择具有代表性的人文因子,定量分析了人类活动对湿地景观格局的影响。结果表明:若尔盖高原湿地总面积不断减少,1989—2012年,湿地总面积共减少5 231.40 hm~2;景观格局趋于复杂化,湿地景观退化严重;由不同湿地类型面积及景观格局指数的变化可知,沼泽湿地面积减少及景观破碎化最为明显,湖泊湿地和河流湿地变化具有不确定性;在影响研究区湿地景观格局退化的人文因子中,经济因子对研究区湿地景观格局的影响最为强烈。     

三峡水库175m蓄水后荆江典型分汊河段演变趋势预测

三峡水库蓄水后,长江中游局部河段冲刷调整剧烈,尤以分汊河段最为显著,给航运及河势稳定带来了一系列不利影响。以荆江典型分汊河段——沙市河段为例,分析了三峡水库蓄水前后的演变特点,明确了水动力条件、来沙变化及洲滩相互作用对河床演变的重要影响,并提出了影响滩槽变化的特征流量级的概念。在此基础上,采用数学模型对河床演变的趋势进行预测,结果表明,该河段的滩槽格局将进一步调整,通航安全问题仍然存在。     

长江经济带生态系统格局演变及其驱动力分析

为了揭示长江经济带生态系统格局和演变特征，并分析其驱动力，对长江经济带1990～2020年生态系统空间分布其及变化进行了分析。结果表明：近30 a来，长江经济带农田生态系统面积减少最多，减少了3.47万km2,城镇生态系统面积增加最多，增加了4.06万km2。中游省份和下游省市的生态系统变化最为剧烈。长江经济带景观破碎度增加，景观多样性提高。城镇化是长江经济带生态系统格局变化的首要驱动力。为保护长江经济带生态系统可持续发展，需提升其生态系统服务功能，保障流域生态安全；积极开展耕地保护，保障国家粮食安全；优化生态系统空间格局，保障城镇人居生态安全。     

新水沙条件下靖江边滩演变特性及影响因素研究

在新水沙条件下,长江下游重点河段河势变化对相关涉河建筑物将产生重大影响。以福姜沙及靖江边滩实测水沙资料为研究对象,分析了靖江边滩的演变特性;同时,分析了上游来水来沙、近岸涨落潮、工程河段滩槽河势变化等多因素对靖江边滩演变的影响。研究表明:近年来在上下游河势变化影响减弱,上游来沙减少的趋势下,靖江边滩冲刷后淤长速度将放缓,演变周期将有所加长。     

1975—2020年环巢湖湿地景观格局演变及驱动分析

基于1975—2020年间7期遥感数据,分析环巢湖湿地景观格局变化,揭示研究区域的演变特征及其驱动因素。采用基于样本的面向对象分类法,辅以高分辨率影像对错分地类进行目视修正。通过计算转移矩阵、动态度和景观格局指数分析景观格局特征与动态变化,通过主成分分析讨论演变驱动力。结果表明:①1975—2020年,研究区域湿地面积总体上处于缩减状态,由971.77 km²缩减到905.29 km²,主要转换成建设用地、农用地和植被用地;人工湿地在2013—2020年面积增加至39.58 km²,主要由农用地转化而来;非湿地景观中,建设用地面积增长最快,由13.85 km²增长到566.56 km²。②在景观指数分析中,斑块数量增加,不同类型斑块指数的波动变化存在一定差异;整体上景观破碎化指数从0.49增加到1.26,景观异质性增加,研究区域趋于复杂化;多样性指数总体呈现缓慢增长趋势,趋于均衡化分布。③由驱动力分析得出,自然因素在景观格局演变前期影响显著,随着社会经济的发展,自然因素作用逐渐弱化,社会经济成为景观变化的重要驱动因素;政策因素在研究区域景观演变方向中起主导作用,随着一系列政策调控的实施,有效改善了景观类型的分布。     

新疆玛纳斯河流域景观格局演变及驱动力分析

以1976,1990,2000,2005年和2010年玛纳斯河流域的遥感影像数据为基础,利用GIS、Fragstats3.4、SPSS和灰色模型软件,以景观格局指数分析了玛纳斯河流域的景观变化特征,并结合因子分析和灰色关联度模型对驱动力进行了定量分析。结果表明:近40 a来,研究区整体景观格局表现出多样化、复杂化和破碎化,其中建工用地和耕地呈现出双向拓展并趋于集中的趋势,优势度大大提升,而其他景观类型则与之相反;景观格局的演变受到人为因素和自然因素的双重影响,且以人类活动影响为主;各景观类型因经济和城市发展对资源和空间的需求而发生不同程度的变化。为保护玛纳斯河流域的生态安全,优化景观结构,流域内人地关系需要有效地协调。     

长江马鞍山河段洲滩演变特征及影响因素分析

马鞍山河段是长江下游典型的顺直分汊河段,河段内洲滩众多,消长频繁,是长江下游重点研究治理河段之一。基于历年实测资料,详细分析了马鞍山河段滩群演变特征及其联动效应,进而揭示了影响马鞍山河段演变的主要因素。研究表明:马鞍山河段内滩群以此消彼长的形式发生着局部格局的调整,随着江心洲左缘冲刷后退、心滩和下何家洲冲刷下移,牛屯河边滩淤积展宽、下延。上游河势调整以及来水来沙条件变化是马鞍山河段洲滩演变的外驱动力,河道宽而顺直的平面形态、滩群演变的互馈机制则是其内驱动力。     

梁子湖流域水域景观格局演变及驱动因子分析

为探究自然因素和人类活动对水域景观格局演变产生的影响，以水域空间演变为主线，通过空间计算、景观 指数分析和统计分析等，对梁子湖流域 2000—2020 年水域转移状况、空间自相关特征、景观格局变化以及驱动 因子进行研究。结果表明：2000—2020 年梁子湖流域水域面积减少约 21%，减少面积中约 95% 转为耕地，建筑用 地面积增长超 4 倍，约 90% 来自耕地的转入；近 10 年水域空间聚集面积减少约 23%，水域分布关联性正在减弱； 水域景观特征在流域上下游差异显著，上游水域面积和形状基本稳定，聚集性和连通性均优于下游，下游水域面 积萎缩近一半，阻隔作用明显，岸线趋于规整；降水、气温、GDP、人口以及耕地和建筑用地面积比例解释了水域 景观变化的 54.7%，城镇化进程和农业生产活动是主要影响因子，其中人口增长和耕地开发对水域面积萎缩贡献 更大，GDP 增长和城镇化进程对水域边界复杂度和连通性的影响更明显。研究结果可为梁子湖流域水域景观保 护修复提供参考。     

基于景观格局变化的水电开发规划方案研究

基于缀块类型尺度、景观尺度及景观生态风险构建区域景观格局指标体系，以黄河上游黑山峡河段水电开发建设三种规划方案为背景，运用遥感图像解译和GIS分析的方法，研究水电开发规划方案对区域景观格局的影响。结果表明：不同规划方案实施后，处于模地地位的灌草丛生态系统景观动态调控能力及景观异质性均不同程度减弱；景观类型分布趋于均匀分布，景观格局组合趋于简单化，对研究区域自然体系的质量、种群源的持久性与可达性、景观组织和周边生境交流渠道的畅通性有一定的影响，通过对不同规划方案与研究区域生态现状进行灰色关联分析，景观格局指数呈现一级规划方案＜二级规划方案＜多级规划方案的递增趋势；研究区域景观生态风险增大，呈现一级规划方案＞二级规划方案＞多级规划方案的递减趋势。最终确定多级规划方案为最优方案，该方案没有造成区域原有生态体系性质和功能发生显著变化。     

三峡水库蓄水初期宜昌河道演变特点及趋势分析

在原型观测资料基础上,对三峡水库蓄水运行以来坝下游近坝宜昌河段河床冲淤演变特点进行了详细分析.结果表明,2003年以来,坝下游近坝宜昌河段经历了三峡水库不同的蓄水运行期,受多种因素的影响,河床冲淤变化呈现不同的演变特点,受宜昌河段冲淤影响,宜昌枯水位有时会出现下降或保持稳定不变的情况.近年来,由于坝下游长程河道冲刷带下移及宜昌以下枯水控制河段冲刷幅度加大,使宜昌枯水位又出现新一轮的下降.     

三峡水库蓄水前后沙市河段滩群演变特性分析

沙市河段为三峡水库下游第一个沙质河段,对水库蓄水拦沙的响应较为明显,且河道内洲滩密集,消长频繁,为长江中游典型的滩群河段。通过分析三峡水库蓄水前后沙市河段内滩群演变特征的异同,并结合实测水力因子、参考实体模型试验成果,探讨了蓄水前后滩群演变差异的原因。结论表明:该河段滩群内部通过此消彼长、散乱发展等形式进行着局部格局的调整,但右岸腊林洲边滩始终在滩群演变中居于主导地位,其他滩体则是该边滩在不同水流条件下的另一种表现形式,这一特征不会因上游水库蓄水拦沙而改变;水库蓄水后14 000~20 000 m3/s流量持续时间延长,是导致滩体散乱化发展的主要原因。     

边界条件对三峡坝下游河床演变影响

河流发育和河床演变受多种因素的影响,其中边界条件是重要的因素之一.根据已有河床组成、地质钻孔成果,阐述了三峡坝下游河道边界条件,总结了三峡坝下游河段河床演变特点,分析不同的边界条件对坝下游河床演变的影响.分析表明,基岩质或硬土石质河岸边界对河床剧烈演变起制约作用;砂-土二元边界河岸抗冲性很差,对河床演变的约束力较弱,主要体现在下荆江;粘性土质河岸对弯道的发展起重要的抑制作用;护岸及河控工程很大程度上抑制了河床横向变形,但易造成河床的纵向较剧烈变化.     

2020年流域性大洪水下长江下游干流河道演变分析

自2003年三峡水库蓄水以来，长江下游水沙特性发生了显著变化，2020年夏长江流域发生了流域性大洪水。在分析三峡水库蓄水以来长江下游水沙特性变化的基础上，结合2020年洪水期的水情、沙情，利用实测河床地形及大断面资料，分析长江下游干流湖口至江阴多年河道冲淤特性，探讨2020年洪水作用下长江下游河床冲淤变化及河势演变特性。研究表明：自三峡水库蓄水以来，长江下游年均径流量变化较小，输沙量锐减，水沙关系发生明显改变；湖口至江阴河段1998—2006年有淤有冲，2006年后呈单向冲刷状态，且滩槽普冲，在2020年流域性大洪水作用后，长江下游河道延续这一冲刷特征，冲刷强度明显增强，各水位河槽冲刷强度为2016—2020年平均值的2.0～2.8倍；大通以上河段冲刷强度小于下游河段；长江下游分流格局总体稳定，但铜陵河段成德洲汊道有主支汊易位趋势，多次测得右汊分流比超过左汊；扬中河段支汊发展，分流比呈持续微增趋势；河势总体稳定，尚有多个江心洲边滩冲刷明显，铜陵沙首度出现撇岸切滩现象，扬中等局部江段江心洲高滩陡坎有条崩发生；河床纵向仍有冲刷，河道束窄段横断面形态进一步窄深化。对大洪水条件下河道冲淤演变特...     

三峡水库不同调控方式对坝下游河道演变影响

受长江上游干支流来水来沙减少、梯级水库蓄水拦沙等多方面因素影响,三峡水库坝下游水沙过程及河道演变发生了明显变化。采用数学模型作为研究手段,开展了三峡水库不同调控方式对坝下游河道演变影响的初步研究。结果表明:不同控泄流量对坝下游河道冲淤总量有一定影响,但影响程度有限,随着水库运用年限的增加,不同控泄方案间的差异有所减小;不同典型河段均表现为河槽冲刷下切、洲滩冲刷萎缩的演变趋势,且随着时间的延长,冲刷强度有所减小,河段的河势总体变化不大,平面形态及深泓摆动幅度较小;控泄洪峰流量减小后,河道演变的趋势变化不大,但大部分河段的河槽冲刷增大,表现为河槽冲深增加和槽宽增大。