汉江上游1988-2007年间景观格局变化分析

为研究陕西省境内汉江流域水电开发后区域景观格局时空演变,根据1988,2000和2007年汉江上游地区遥感影像,通过遥感解译,利用GIS缓冲区分析分别研究了汉江上游整体和500,1 000,5 000m缓冲区内景观格局变化。结果表明:(1)汉江上游1988年以来水域呈持续增加趋势,耕地呈现持续"落势",全时段景观格局处于不平衡态,双向转换较频繁。但有向着有利于区域生态改善方向转变的趋势。(2)从景观破碎化、景观形状和景观多样性3个角度分析了研究区景观格局变化,1988-2000年该区景观格局破碎化程度增加,形状趋向复杂,景观趋向多样化;2000-2007年该区景观破碎化程度减小,形状趋向规则化,景观多样性减小,表明景观格局向着有利于区域生态改善的方向转变。(3)汉江上游水电7级梯度开发对沿河500m缓冲区内景观格局影响最显著。     

干旱区内陆河流域景观格局及其与环境因子的关系研究——以石羊河流域为例

基于GIS技术,利用移动窗口法,首先分析了1987年、2000年、2010年石羊河流域整体景观格局及其时空分异特征;然后根据2000年流域本身自然地理梯度特点,分别沿河流流向梯度(Tr1)和垂直于河流流向梯度(Tr2)设置了两条样带,采样间隔为lkm,获得了景观沿两个样带方向的梯度格局特征;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以景观格局指数为目标物种,利用RDA方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系.结果表明:①石羊河流域内景观基质为未利用地;②流域景观格局指数值分布呈现明显的自南向北的梯度差异,③景观格局指数在Tr1和Tr2样带上均有明显变化.Tr1样带2010年的景观格局指数值明显低于1987年,Tr2样带景观格局指数值时间变化不明显;④RDA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,Tr1样带景观梯度格局与高程、降水、温度相关性较好,Tr2样带景观梯度格局与温度、人口、GDP相关性相对较强.     

喀斯特地区农村居民点时空演变格局及影响因素——以平果市为例

为揭示喀斯特地区农村居民点的时空演变特征及主导因素,基于景观格局指数方法分析了1989—2017年广西百色平果市农村居民点景观格局变化,并分别从自然、区位出发应用地理加权回归模型探究了影响农村居民点演变的主导因素。结果表明:(1)1989—2017年平果市农村居民点规模增长显著,居民点面积、数量的增长均具有阶段性特征;(2)喀斯特村与非喀斯特村在规模、分布、形态上均有差异,喀斯特村农村居民点斑块更破碎、更复杂,规模和聚集程度较高;(3)高程、坡度对研究区域农村居民点影响最为显著。综上,喀斯特村农村居民点规模增长明显、聚集程度增强,时空演变格局受自然地理因素影响较大; 而对于非喀斯特村而言,河流、道路等因素对农村居民点时空演变的影响程度较大。     

京郊西北地区农地利用与景观格局时空特征

运用遥感与地理信息系统技术,对三年Landsat 1M多光谱遥感图像(1989年、1996年、2005年)进行解译判读,获取京郊西北地区各土地利用类型数据.运用土地利用程度时空演变模型、土地利用动态度模型、土地利用重心模型和景观生态学方法,对研究区1989～2005年间农用地利用及景观格局变化进行了分析.结果表明:农用地频繁流转,以耕地流失最为显著,去向主要为城市及建设用地,林地面积增加缓慢,沙荒地向林地转移明显:农用地各类型的新增速率远小于同期的转移速率,而城市及建设用地则相反;1989～1996年间研究区的综合土地利用动态变化率较1996～2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域,城镇用地扩张导致耕地的利用重心不断向西偏南方向转移;研究区农用地景观破碎化程度在增加,各景观类型的平均斑块形状趋于分散和简单,景观多样性、景观均匀度旱现增加趋势,而景观优势度存逐渐减小.以利用农业用地为鲜明特征的城市化过程是影响北京西北地区景观格局演变的直接因素,城市及建设用地的不断扩张使得林地、耕地斑块的平均面积逐渐变小,景观格局连通性降低.     

水土保持措施驱动村域土地利用景观格局变化——以米脂县高西沟村为例

以陕北地区典型乡村——榆林市米脂县高西沟村为例,探究其在水土保持措施下土地利用景观格局变化及驱动因素,对黄土丘陵区水土保持、景观格局优化、美丽乡村建设和生态可持续发展具有指导意义。基于高西沟1986年、2004年、2022年遥感影像,借助ArcGIS、ERDAS和FRAGSTATS等软件,运用动态度、转移矩阵、景观格局指数对土地利用变化进行分析,并对其驱动因素展开探讨。结果表明:(1)林地和草地是高西沟的主导地类,约占区域总面积的80%,耕地、未利用地呈减少趋势,水域和建设用地无较大变化;土地利用综合动态度逐渐降低,土地利用变化趋于平稳。(2)研究区林地转入面积最为显著,主要由耕地转入,林地整体增加112 hm²;而耕地主要由草地转入,未利用地则向草地转出。(3)林地为高西沟土地利用景观格局中的最大优势斑块,且破碎程度最高,研究区各景观类型斑块形成较为稳定的连接,景观连通性较好;整体景观格局演变分散,各景观类型的面积差距越来越大,优势景观明显,整体破碎程度高。(4)高西沟土地利用变化受水土保持、产业结构和相关政策影响。水土保持是高西沟耕地减少、未利用地开发和林草大面积增加的主要驱动因素,产业结构调整和国家政策与财力资助是高西沟土地利用景观格局优化的辅助影响因素。     

松嫩高平原土地利用景观梯度变化特征分析

研究区域不同梯度带土地利用景观变化特征,可为维持区域生态功能、改善区域生态环境质量提供科学依据。以松嫩高平原典型地域巴彦县为研究区,利用ArcGIS手段,以地形因子（高程、坡度）作为研究区梯度分级基础,考虑地貌类型和行政区划划分梯度带,应用梯度分析和景观格局分析相结合的方法,从景观水平和景观类型水平两方面,分析研究区13 a来不同梯度带土地利用景观变化特征。结果表明:（1）1996—2009年间,梯度带Ⅲ土地利用景观破碎化程度最大,受人类活动的影响最严重;梯度带Ⅱ优势景观比较明显,土地利用景观结构稳定性最差。（2）1996—2009年,各梯度带土地利用景观基质均为旱地,水田景观所占比例均有所上升,且各梯度带林地景观所占比例差别一直较大,建设用地景观增长水平基本一致。     

1980-2017年孟加拉国城市扩张的景观格局变化特征及其模式

[目的] 对1980—2017年孟加拉国城市扩张的景观格局变化特征及其模式进行研究，为该国及发展中国家的城市土地利用与管理提供差异化发展建议。[方法] 以“一带一路”沿线孟加拉国的4个主要城市Dhaka，Chittagong，Khulna和Sylhet为研究对象，分析1980，1990，2000，2010和2017年5期4个城市扩张过程中的景观格局变化特征，识别城市扩张模式。[结果] 1980—2017年，孟加拉国4个主要城市的扩张规模表现为：Dhaka > Chittagong > Khulna > Sylhet，扩张速度表现为：Sylhet > Dhaka > Chittagong > Khulna；4个城市扩张的景观格局变化趋势均表现为面积持续增加，优势度加强，破碎化程度波动上升。空间格局向复杂化和不规则化方向发展，空间形态逐渐多样化。1980—1990年，Dhaka，Chittagong和Sylhet这3个城市扩张的主要模式为外部扩张式，Khulna主要为邻接扩张式，1990—2017年，邻接扩张式成为4个城市扩张的主要模式，城市连片度逐渐增高。[结论] 1980年以来，孟加拉国城市持续扩张，景观格局发生显著变化，扩张模式总体呈由外部扩张式向邻接扩张式转变的趋势。     

基于Dempster-Shafer证据理论的流域不透水表面扩张特性研究

[目的]揭示驱动盘龙江流域不透水表面扩张的影响因子,以及影响因子各属性值对不透水表面扩张的影响程度,并在分析驱动机制的基础上,模拟预测盘龙江流域的扩张趋势,为流域生态建设合理规划提供依据。[方法]采用Dempster—Shafer(D—S)证据理论来描述和融合多种空间数据,在已有的不透水表面(impervious surfaces,IS)信息与多种空间数据的量关系的基础上,采用数据驱动方法分配基本概率函数(basic probability assignment,BPA)。经过定义多种空间数据的BPA函数,然后采用D—S证据理论的融合规则融合多个BPA函数以获取研究区域IS的信任函数、不信任函数、不确定函数、似真函数。[结果]距道路距离,距居民点距离,距水系距离,人口密度,GDP,IS邻域单元数,坡度,高程驱动因子对盘龙江流域不透水表面的扩张影响比较大,而坡向对不透水表面扩张的影响程度变化不明显。不透水表面扩张模拟的精度达到78.04%。[结论]采用D—S证据理论方法来描述空间数据和融合多种空间数据具有比传统逻辑回归模型更好的分析和预测功能。     

高山贫困地区农村居民点空间格局演变特征及驱动机制

科学开展高山贫困地区农村居民点空间格局演变特征及驱动机制研究,可为山区乡村空间治理和脱贫攻坚提供一定的基础支撑和指导意义。该研究以秦巴山区腹地原国家级贫困县湖北省十堰市房县为典型案例,基于GIS、地形梯度分析法、分形理论和地理探测器模型对高山贫困地区农村居民点的空间格局演变特征及驱动机制进行探究。结果表明:1)2001—2018年房县农村居民点空间扩张显著,斑块密度减小,平均斑块规模增大;分布指数随着地形梯度等级升高而逐渐减小,且在2013—2018年内变化幅度最大,表明房县农村居民点向着地形条件优越的低梯度区域集聚发展特征愈发显著;2)房县农村居民点空间结构和形态均具有较强的分形特征,表现为空间聚集维数减小,集聚特征增强;形态维数减小,斑块形状越来越规整,空间形态趋于简单;稳定性指数增大,居民点呈现规则有序的扩张和发展态势;3)自然地理要素是影响山区农村居民点空间格局演变的基本因素,社会经济和区位条件是山区农村居民点分布格局变化的重要因素,而"增减挂钩"和"扶贫搬迁"等政策要素进一步驱动着山区农村居民点空间格局演变,这对2013年后农村居民点空间格局演化产生了重要影响。     

基于ETM~+遥感探测山地城市不透水面及其动态分析

不透水面是城市的基质景观和地表覆被的典型特征,主导着城市景观格局与过程,也是城市环境变化的主要因素之一。利用Landsat ETM⁺卫星影像探测获得昆明市2000-2010年3个时相的主城区不透水面信息,采取修正的归一化水体指数进行水体的剔除,排除水体对不透水面提取精度的影响。利用城市不透水面与植被覆盖度负相关的联系,进而提取研究区不透水面信息。所提取信息精度较高,能较好地反映出城市扩张的趋势,以及对城市周边生态环境的破坏程度。研究结果表明,昆明市主城区的不透水面面积在近10a间明显增加,城市不断地向郊区扩张,极大地影响了周边生态环境,郊县植被覆盖率严重下降。     

基于生物多样性保护的曹妃甸新区城镇用地规划研究

随着我国经济的高速发展,用地矛盾越来越突出,土地生态安全面临着严峻挑战。如何在土地生态安全的状态下实现城镇用地的有序扩展是解决这一挑战的重要途径。以曹妃甸新区为例,以生物多样性保护为目标,运用GIS空间分析技术,建立地表景观类型最小阻力面和“源”间生态廊道,确定了关键战略点,最终构建生物多样性保护安全格局。在此基础上,结合基本农田保护规划,提出城镇空间扩展的优化战略。研究结果显示,运用景观安全格局理论能更好地完善原有规划的不足,在保障城镇发展水平的同时协调各类用地之间的冲突,为曹妃甸新区城镇用地可持续扩展提供理论支撑和技术支持。     

1986-2013年南京市土地利用/覆被景观格局时空变化及驱动力因素分析

以南京市为研究对象,采用南京市1986年、1996年、2002年、2013年的四期土地利用/覆被数据,运用景观生态学原理,借助ArcGIS软件和Fragstats软件,从土地利用类型结构、变化速度、转化关系和景观格局等方面分析南京市近30年土地利用/覆被和景观格局的时空变化状况及其驱动因素。结果表明:（1）南京市近30 a中土地利用/覆被发生了剧烈变化,耕地在整个研究区起到主导作用,其面积比例均在48%以上,但是其优势度逐渐降低,大量自然景观向人为景观转变是研究区土地利用变化最显著的特征;（2）整体景观类型变化速度都在增大,而草地和其他用地变化最为活跃,林地相对最稳定,土地利用结构处于快速调整阶段;（3）耕地的转出最大,主要转向为居民点及建设用地;（4）景观格局变化明显,破碎化程度越来越高,景观格局趋向复杂化,景观结构不稳定性增加;（5）人口增长、经济发展、区域政策和城市规划等共同推动了研究区景观格局的变化。该研究结果对于南京市的科学规划及可持续发展提供重要参考。     

玛纳斯河流域景观格局变化与地形控制分析

以1990年、2000年、2005年、2010年四个时期的土地利用覆盖数据,玛河流域DEM为基础数据来源,在ArcGIS软件和Fragstats 3.4的支持下,采用景观单元类型转移矩阵、主要景观演化类型的地形梯度分析和空间数据叠加等方法分析了玛纳斯河流域的景观格局现状和演变特征,以及这种变化的影响因素。研究结果表明:玛纳斯河流域1990—2010年土地利用类型变化显著,荒漠、草地、水域以及林地面积都出现了不同程度的减少,耕地面积不断增加;玛纳斯河流域斑块形状总体趋向规则与简单的发展趋势;景观单元演变的地形梯度特征显著,表现为在各高程梯度、坡向梯度以及坡度梯度分布存在明显的地域分异规律,尤其与高程和坡度因子密切相关。说明玛纳斯河流域在经济快速发展的同时土地利用越来越丰富,规模和强度也在增大,但影响了景观稳定性和抗干扰性能。     

城乡结合部土地资源城镇化的空间驱动模式分析

城乡结合部是城市化最为敏感、迅速的特殊地域实体,区域内土地快速城镇化导致耕地资源大量流失,尖锐的土地利用矛盾引发生态环境质量大幅下降,已成为社会各届关注的热点。该文以南京市郊江宁区为例,基于1999年、2010年的2期影像及其他数据,利用Logistic回归模型和地理加权逻辑回归（GWLR,geographically weighted logistic regression）模型,将邻近变量、邻域变量和政策变量3类因素在空间上予以整合,从全局、局域2个尺度探索城乡结合部土地资源城镇化的驱动模式。结果表明：Logistic模型与GWLR模型分别可解释研究区历史时期51%、64%的土地城镇化过程,后者在局部参数估计方面存在优势,各项评价参数都较优,更能够适用于研究区土地城镇化的模拟预测与机理探究;邻近变量中的距开发区、城市中心、次要干道的远近,邻域变量中城镇用地密度以及政策变量中土地交易样点密度是研究区城市扩展的重要解释变量,充分表征了城乡结合部的开发区建设热潮、已城市化地区的集聚效应与边缘式扩展模式,以及土地市场、内部交通网络对城市增长的引导与促进作用;借助GIS工具,GWLR模型能够可视化各驱动因素的空间非平稳性特征,可用来更直观、深刻地探究各变量对研究区土地城镇化的空间驱动模式,这也为耕地资源的保护提供新的视角。总体而言,以土地出让行为及开发区建设为代表的政府主导力量,是研究区土地城镇化的核心动力,这一定程度反应了中国城市郊区化的普遍特征,可为类似城乡结合部的土地管理工作提供有益借鉴。     

南京仙林新市区景观生态质量变化研究

城市化对生态环境的影响日益显著,探讨城市景观格局变化对生态质量产生的影响成为重要的基础性问题之一。选取南京仙林新市区为研究案例,在理解与认识研究区域景观结构和格局特征的基础上,综合考虑景观干扰和稳定性,构建景观生态质量评价模型,利用RS和GIS技术构建各指标空间分异图来揭示城市化影响下景观生态质量时空变化特征。结果表明:（1）2003—2009年间,研究区景观干扰程度日益加大,干扰程度处于4级和5级的面积增加89.34%,景观空间异质性分异明显;（2）受城市化影响,景观稳定程度降低,稳定程度处于4级和5级的面积减少83.11%;（3）研究区景观生态质量总体呈降低趋势,景观生态质量处于4级和5级的面积减少82.25%,并且随着城市化影响强度加大,其景观生态质量降低程度更加明显。     

1988-2002年郑州市景观格局演变分析

以郑州市区1988年、1995年和2002年3幅遥感影像为基础数据源,在3S技术支持下,利用景观生态学理论和方法,通过遥感影像解译、景观格局指数选取与计算、逐步回归分析等,对郑州市景观格局动态及其城市扩展的时空分异特征进行了全面分析。结果表明:（1）1988-2002年郑州市建设用地、林地显著增加,景观空间结构仍以农业用地为主。其中建设用地增加85.27 km²,主要由农村居民点和水浇地转化而来。（2）郑州市景观破碎度增大、优势度指数降低、整体分维数略有增加,城市景观格局趋于复杂化、破碎化和多元化。（3）城市景观具有显著的空间梯度变化特点,且存在明显方向分异,NW-SE向为城市扩展中轴线。（4）城市扩展主要集中在三环路内,扩展强度达1.36,且多为内部填充式扩展;三环与绕城公路间,扩展倍数为1.56,扩展强度仅0.37,城市主要沿道路外延式扩展。     

2000-2020年漓江流域景观生态脆弱性时空分异

漓江流域是我国南方脆弱岩溶环境的重要生态安全屏障。通过景观生态脆弱性评价优化国土空间治理,可为岩溶区生态修复和脱贫攻坚成果提供科学依据。基于土地利用、遥感信息和GIS空间分析平台,应用景观指数、时空统计、空间分析、地理探测等方法,从多维时空尺度分析了漓江流域景观生态脆弱性及其时空变化规律。结果表明:(1)漓江流域以林地、耕地为主体景观,面积占全流域的90%,近20年其变率小于0.37%,扩张强度小于3.59%,流域景观格局稳定; 建设用地增长最快,扩张强度高达72.97%,动态度明显高于其他地类,城镇化进程是景观格局的主要驱动因素;(2)景观生态系统以中低级脆弱区为主,占总面积的56.53%,高危脆弱区面积占比小于10%; 形成城镇化中心低值聚集,山地区高值连片的分异格局; 近20年一级、五级脆弱区扩张强度分别为1.70%,1.36%,中高级脆弱区面积扩张强度-2.59%,流域景观生态脆弱性减弱。(3)LEV空间分异呈现人工景观低值化与自然景观高值化格局。桂林市区是低—低相邻的冷点,周边山区为高—高相邻的热点,近20年冷点、热点范围都略有扩大,景观生态脆弱性与城镇化有显著的正向空间依赖性。(4)城镇化及坡度变化对脆弱性的解释度最大,其q值分别为0.2689,0.250 8,是LEV空间分异的核心驱动,自然和人工因素共同决定了LEV时空分异。漓江流域土地利用应坚持综合治理和系统规划的原则,统筹城乡土地利用和国土空间规划,系统融合城市与乡村、自然与人工景观类型及功能。     

耦合MOP与FLUS模型的杭州市土地利用格局优化及权衡分析

调整优化城市土地利用结构与布局,实现社会经济发展和生态保护的协同优化是城市土地利用规划管理和决策的关键。该研究使用多目标规划(multiple objective planning,MOP)模型和未来土地利用模拟(future land use simulation model,FLUS)模型相结合的方法,运用权衡分析制定多目标权衡下的土地利用优化配置情景方案,以期为杭州市土地利用优化配置规划和管理提供科学参考。结果表明:1)通过耦合MOP模型和FLUS模型,从土地利用生态-经济转化效率视角可以有效实现土地利用结构和布局的优化配置情景模拟。2)通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定土地利用经济与生态效益权重比例为4:6的发展情景是权衡土地利用社会、经济和生态效益下的杭州市土地利用结构最优方案。3)最优土地利用结构方案的建设用地扩张规模介于经济发展优化和生态保护优先情景方案间,耕地规模较其他情景方案减少幅度放缓,在空间上减少对生态用地的侵占,土地利用景观格局破碎度和复杂性降低。该研究的方法和结果可为区域土地利用规划决策和可持续发展提供理论与应用参考。     

经济发达地区耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响分析

探讨耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响有利于丰富耕地可持续利用和保护路径,对维护国家粮食安全和景观生态安全具有重要意义。该研究以经济发达地区嵊州为研究对象,基于土地利用数据、耕地分等成果和93个样点采样数据,测算耕地重金属镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg）污染水平和耕地景观格局指数,采用逐步回归模型和空间回归模型分析耕地景观格局与重金属污染的关系。结果表明：1）研究区各土壤重金属因子污染指数及内梅罗综合评价指数的均值范围为0.22～0.42,Cd、Pb和Hg污染风险依次降低,整体污染风险较低,单个重金属污染指数变异系数均大于0.5,污染风险较高地区呈现团状聚集空间分布特征。2）耕地重金属污染与景观格局在城乡和道路梯度上存在明显的空间关联关系。3）耕地不同类型重金属污染与耕地景观格局各类指数呈现显著相关关系,耕地景观斑块规模、破碎度以及斑块形状复杂度与耕地重金属污染呈显著负相关关系,耕地景观聚集度与耕地重金属污染污染呈显著正相关关系。该研究进一步深化耕地景观格局与土壤重金属污染的定量关系,可为从景观格局优化路径控制土壤重金属污染提供参考。