黄河流域大型天然湖泊面积与岸线形态的时空动态

天然湖泊对黄河流域的河道流量具有重要的调蓄功能，对区域生态环境、生态系统服务具有重要作用，是黄河流域生态保护和高质量发展的重要保障。本研究采用Landsat TM/OLI遥感影像，研究了1990—2020年黄河流域内东平湖、扎陵湖、鄂陵湖3个具有代表性的大型天然湖泊的面积变化，并采用景观生态学方法，分析岸线、岸带的形态特征变化，以及各景观指标间的关系。结果表明：扎陵湖和鄂陵湖的湖泊主体面积主要呈扩张趋势，而东平湖主体面积在1990—2000、2010—2020年间明显收缩，3个湖泊的面积变化均主要位于河流入湖口附近。东平湖岸线形态较复杂，其湖岸带景观的破碎程度和聚集程度发生显著变化；扎陵湖的岸线近圆率随着湖泊面积的扩张呈逐渐下降趋势，其湖岸带斑块数量变化明显；鄂陵湖的湖岸带景观分维数均值相对较高，其湖岸带景观的复杂性较强，并且2000—2010年间的湖岸斑块数量显著增长。同时，存在某些湖泊岸线及岸带景观指数显著相关的现象，湖泊近圆率、岸线发育系数的变化显著引起了岸带斑块密度的变化。     

黄河首曲玛曲县高寒湿地景观格局演变

高寒湿地是青藏高原地区最重要的生态水源涵养区之一, 也是局部气候的有效调节者, 其动态变化与成因亟待深入研究。该研究基于遥感图像分析、地理信息系统空间分析和景观生态指数分析结合的方法, 以黄河首曲玛曲县高寒湿地为研究对象, 对1995-2018年6期湿地的动态变化进行研究。结果表明, 研究区湿地在1995-2010年间不断退化, 1995-2010年湿地面积总共减少了18 680.31 hm²。在2010-2018年间黄河首曲高寒湿地面积有所增加, 但与20世纪90年代相比, 21世纪初开始湿地的面积普遍呈现下降趋势; 1995-2010年湿地斑块数不断增加, 斑块密度不断增大, 平均斑块面积下降, 景观的破碎度升高; 2010-2015年湿地斑块数和斑块密度减少, 2015-2018年湿地斑块数和斑块密度增加, 平均斑块面积先增大后减小, 景观的破碎度先降低后升高。1995-2010年研究区高寒湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现下降的趋势, 湿地的景观结构趋于简单, 景观类型分布更加集中。2010-2018年湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现上升趋势, 湿地的景观结构趋于复杂, 景观类型增加且分布更加分散。进一步的驱动力分析表明, 引起黄河首曲高寒湿地景观格局演变的主要因素是蒸发量和降水量, 其次是人口数量和大牲畜数量等人类活动影响。气候因子是影响黄河首曲高寒湿地面积变化的主要原因, 过度的人类经济活动在一定程度上加剧了湿地的变化。     

甘肃金水湖国家湿地公园景观自然性的时空异质性

景观自然性体现了各景观要素的时空分布格局,对提高生态系统的整体性和稳定性有重要意义.通过解译2003年、2009年和2015年3个时相的遥感影像,利用GIS和层次分析法,研究了甘肃金川金水湖国家湿地公园景观自然性变化规律.结果表明:随着时间的变化,景观结构中景观多样性指数、均匀度指数、斑块丰富度呈增加趋势,景观优势度、景观分离度呈减小趋势;提供栖息地、植物群落维持功能、面积加权平均斑块分维数、植被覆盖度等生态功能指标呈增大趋势;人工干扰指数、人工景观平均面积等生态学干扰指标呈减小趋势,湿地公园的景观自然性指数由2003年的0.4761增加至2015年的0.7485.湿地公园保育和恢复工程的实施改变了土地覆被结构,增强了生态系统的稳定性、生态弹性和服务价值,较大程度上提高了金水湖国家湿地公园的景观自然性.     

重庆市仙女山度假小镇景观格局及生态系统服务价值时空演变

利用三期(2010年、2013年和2017年)遥感影像解译数据, 选取景观指数指标, 在修正单位面积生态系统服务价值当量表的基础上, 探讨重庆武隆仙女山度假小镇景观格局与生态系统服务价值的时空演变, 并进行相关性分析。结果表明: (1)2010—2017年仙女山度假小镇建设用地面积急剧增加的同时, 林地和其他用地的面积呈缩减趋势。(2)建设用地景观集中化特征明显。受其直接影响, 小镇景观格局整体的破碎化趋势凸显, 景观异质性增强, 景观优势度降低, 表明人为因素尤其是建设需求是景观格局演变的核心驱动力。(3)度假小镇生态系统服务价值总量逐年递减, 主要原因是生态系统服务价值最高的林地面积持续减少; 价值量排序为调节服务>支持服务>供给服务>文化服务; 在空间变化上, 生态系统服务价值呈现出“西北高, 东南低”的分布模式, 低值区范围持续扩大。(4)景观格局指数与生态系统服务价值量存在较强相关性。生态系统服务价值与平均斑块面积、蔓延度和聚合度呈正相关, 与香农多样性和香农均匀度呈负相关。     

黄河中游连伯滩湿地景观格局变化

以黄河中游连伯滩湿地1990、1995、2000、2005年4个时相的卫星遥感影像为基础,通过斑块密度、斑块边缘长度、景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、平均斑块分维数等景观空间格局指数,系统地分析了连伯滩湿地1990年以来湿地景观空间格局变化情况。研究结果发现:(1)1990-2005年,草地、耕地、林地斑块面积在增加,而水域和滩地斑块的面积在不断减小;(2) 湿地景观多样性指数从1990年的0.9947增加到2005年的1.1247,表明随着人类干扰活动的增加,景观结构异质性增大;(3) 斑块数量的增加、斑块密度的增加以及斑块边缘长度的增加等都说明该区域破碎化程度增加。造成湿地退化的自然因素主要是长期干旱导致黄河及汾河径流补给大大减少,而人口的压力则是湿地退化最根本的原因。     

鄱阳湖湿地景观类型变化趋势及其对水位变动的响应

以1973—2013年16景分辨率较高的鄱阳湖湿地秋季遥感影像为基础,通过定量遥感解译技术,运用多元统计分析方法,探明鄱阳湖湿地景观分类特征、湿地植被类型空间分布格局及演替趋势;并结合遥感影像当天水位波动特征,揭示鄱阳湖水情变化与湿地景观类型和湿地植被类型分布面积之间的动态响应关系。研究表明:(1)提取的鄱阳湖湿地景观类型共有9类,即深水、中等深度水、浅水、苔草、芦苇、水生植被、稀疏草滩、泥滩、裸地;在1973—2013年,这9类湿地景观类型的总面积未发生明显变化,均维持在3000 km2左右;(2)水生植被和稀疏草滩面积均呈增长趋势,水生植被面积增长程度相比于稀疏草滩增长程度更大;苔草面积呈现明显的下降趋势,芦苇与苔草相反,呈现明显的增长趋势;(3)水位与水体之间呈极显著正相关,水位与泥滩之间呈极显著负相关;水位与植被、裸地之间不存在显著相关关系。研究结果有助于阐明鄱阳湖湿地生态水文过程变化特征及发展趋势,为维持季节性淡水湖泊湿地生态系统功能稳定提供一定的科学参考依据。     

1954—2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及驱动力

受自然因素和人为因素的影响,近60年三江平原土地利用景观格局发生了明显变化。以遥感影像为主要信息源,利用地理信息系统技术和数理统计方法,对1954—2010年三江平原土地利用景观格局动态变化及其驱动力进行分析。结果表明:1954—2010年三江平原耕地、居住建设用地和水域面积呈增长趋势,林地、草地和湿地面积呈减少趋势;土地利用综合动态度呈先增加后降低再增加的趋势;三江平原斑块密度、周长面积比、景观分离度和Simpson's多样性指数都呈先上升后下降的趋势,最小值出现在2010年,斑块密度和周长面积比的最大值出现在1976年,景观分离度和Simpson's多样性指数的最大值出现在1986年;1954—2010年三江平原斑块密度和周长面积比的高值区由东北向西南转移,低值区由中部向东部转移,景观分离度指数呈现先聚集后分散的趋势,Simpson's多样性指数由中间高四周低格局,逐渐转变为南部高北部低的格局。     

普者黑岩溶湖泊湿地湖滨带景观格局演变对水质的影响

湖滨带作为湖泊与陆地之间的过渡带,是健康湖泊生态系统的重要组成部分。湖滨带景观格局的演变会对湿地水质产生重要影响,因此探究影响岩溶湿地水质变化的湖滨带关键景观因子,对深入了解景观格局对岩溶湿地水质的影响过程与机制具有重要意义。选择普者黑岩溶湖泊湿地为研究对象,以2005、2007、2009、2011年共4年的Landsat遥感影像及水质监测数据为基础,通过划定湖泊湿地湖滨带缓冲区域,运用秩相关分析和冗余分析研究湖滨带景观格局对普者黑岩溶湖泊湿地水质的影响。结果表明,湖滨带不同缓冲区内景观结构类型比例差异较大;枯水期水质与土地利用类型和景观格局指数的影响大于丰水期;景观格局在不同缓冲区尺度对岩溶湿地的水质具有不同的效应;随着监测点缓冲距离的增加,个别景观指数可较好的揭示湖滨带景观格局演变对岩溶湿地水质的影响,其中,蔓延度指数(CONTAG)、斑块结合度指数(COHSION)、均匀度指数(SHEI)对水质参数的影响较大,边界密度(ED)、聚集度(AI)对水质参数的影响随缓冲距离的增加逐渐减弱,其他景观指数对水质影响差异并不明显,最大斑块指数(LPI)在缓冲距离≤300m的区域内与水质的关系较密切,面积加权平均斑块分维数(AWMPFD)与水质参数有显著负相关性,多样性指数(SHDI)对水质的影响具有不确定性;另外,大部分水质参数与土地利用面积比例有较好的相关性,且湿地面积比例是表征岩溶湖泊湿地水环境质量的主要指标。     

鄱阳湖湿地水位变化的景观响应

根据《湿地公约》和《全国湿地资源调查技术规程(试行)》关于湿地内涵和界定条件,利用现代遥感技术和地理信息技术,提取鄱阳湖湿地面积为3886km²。在此基础上,利用多时段遥感影像,分析了湿地在相似水位条件和不同水位条件下的景观变化。结果表明,在相似水位条件下,鄱阳湖湿地景观变化主要表现为居民地和裸地面积增加,水域面积变化不明显;在不同水位条件下,鄱阳湖湿地景观变化比较显著。景观变化驱动力分析表明,湿地水位变化是湿地景观变化的主要因素。     

1980-2010年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化

以1980、2005和2010年鄱阳湖地区的土地覆盖数据为基础,采用GIS、RS及景观生态学的方法,分析1980-2010年该区土地覆盖及景观格局变化情况,并定量分析了土地覆盖类型变化度、斑块面积指数、斑块形状指数、边缘密度指数以及多样性指数等指标.结果表明：1980-2010年,研究区水田、内陆水体、常绿阔叶林和城镇建设用地不仅是该区域的主要土地覆盖类型,而且变化最强烈.总体上,内陆水体、城镇建设用地面积显著增加,水田和旱地面积有所减少.从景观格局变化来看,虽然鄱阳湖地区受到人口增长和经济发展的影响,其景观破碎度变化和景观多样性指数略呈下降趋势,但变化并不大,这反映出前期环境管理对于区域环境保护已经发挥重要作用,但仍然面临长期挑战.     

Assessing the extent and diversity of riparian ecosystems in Sonora, Mexico

Conservation of forested riparian ecosystems is of international concern. Relatively little is known of the structure, composition, diversity, and extent of riparian ecosystems in Mexico. We used high- and low-resolution satellite imagery from 2000 to 2006, and ground-based sampling in 2006, to assess the spatial pattern, extent, and woody plant composition of riparian forests across a range of spatial scales for the state of Sonora, Mexico. For all 3rd and higher order streams, river bottomlands with riparian forests occupied a total area of 2,301 km². Where forested bottomlands remained, on average, 34% of the area had been converted to agriculture while 39% remained forested. We estimated that the total area of riparian forest along the principal streams was 897 km². Including fencerow trees, the total forested riparian area was 944 km², or 0.5% of the total land area of Sonora. Ground-based sampling of woody riparian vegetation consisted of 92, 50 m radius circular plots. About 79 woody plant species were noted. The most important tree species, based on cover and frequency, were willow species Salix spp. (primarily S. goodingii and S. bonplandiana), mesquite species Prosopis spp. (primarily P. velutina), and Fremont cottonwood Populus fremontii. Woody riparian taxa at the reach scale showed a trend of increasing diversity from north to south within Sonora. Species richness was greatest in the willow-bald cypress Taxodium distichum var. mexicanum—Mexican cottonwood P. mexicana subsp. dimorphia ecosystem. The non-native tamarisk Tamarix spp. was rare, occurring at just three study reaches. Relatively natural stream flow patterns and fluvial disturbance regimes likely limit its establishment and spread.     

雄安新区国土空间开发的生态系统服务价值响应特征

雄安新区国土空间开发导致土地利用产生显著变化,从而对区域生态系统产生重要影响。基于2014—2020年四期遥感影像,系统分析了雄安新区土地利用动态变化过程,进而定量估算了国土空间开发对区域生态系统服务价值的影响。最后,根据新区发展规划对新区未来(2035年和2050年)土地利用格局以及生态系统服务价值变化进行了预测和展望。结果表明：(1)2014—2020年,新区土地利用变化过程主要体现在建设用地(+79.85 km~2)、林地(+72.59 km~2)与水域(+54.01 km~2)的持续增加,耕地(-208.76 km~2)明显减少,新增建设用地与林地主要来自耕地转化,水域的增加主要来自白洋淀周边耕地的退化;(2)新区生态系统服务功能整体呈增强趋势,总生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)增长4.51亿元,增幅最大的为美学景观(+39.41%)、水文调节(+32.77%)和原材料生产(+25.78%)功能,但食物生产服务功能价值下降明显(-10.78%);(3)ESV时空变化与土地利用呈现显著相关性,增加部分主要来自白洋淀区域建设用地向水域和...     

新疆叶尔羌河流域胡杨林时空格局特征

叶尔羌河流域胡杨林对保障我国新疆南疆地区生态安全有着重要的功能,到目前对该区胡杨林时空格局特征规律的研究极少。基于1995—2015年Landsat TM/OLI长时间序列遥感监测数据,通过土地利用程度变化指数、转移矩阵以及景观指数对叶尔羌河流域胡杨林时空格局变化进行动态监测与分析。结果表明:(1)胡杨林面积从1995年的1916.15 km~2减少到2015年的1652.25 km~2,面积减少了263.90 km~2。永安坝至夏河林场段,耕地向河道扩张,胡杨林转为耕地;而夏河林场至三河口段,水资源匮乏,胡杨林被迫向河道收缩,转为未利用地。(2)胡杨林动态度和空间动态度降低,而胡杨林变化状态指数、斑块密度、最大斑块指数和散布与并列指数增加,斑块结合度指数高,胡杨林空间分布逐渐集中、破碎度降低、连通性增加。流域景观要素连接性逐渐减弱,破碎化程度较高,优势度斑块类型比例逐渐下降,景观类型向复杂化方向发展。(3)1995—2005年胡杨林受气候变化和人类活动的干扰,胡杨林面积减少较快,景观格局变化剧烈,而2005—2015年胡杨林保护措施的实施、区域产业结构的调整以及生态安全输水区域的扩大等,胡杨林面积减少速度减缓,但形势仍较为严峻。在叶尔羌河流域合理利用水资源,统筹协调生活、生产和生态用水、强化水资源管理力度,以及调整产业结构、控制人口增长速度等是该区胡杨林生态系统恢复的有效手段和途径。研究可以为叶尔羌河流域生态系统恢复以及胡杨林保护提供参考。     

土地利用变化对滇池流域生态系统服务价值的影响

随着社会经济的快速发展,土地利用变化日趋剧烈,对生态系统及其服务价值产生重要影响,探究土地利用变化与生态系统服务价值之间的定量响应关系,对区域生态环境建设具有重要意义。以2010年和2016年滇池流域土地利用数据为基础,基于生态系统服务价值核算体系,定量评估了滇池流域土地利用变化及其转化对生态系统服务价值的影响。结果表明：(1)2010年和2016年滇池流域生态系统服务价值分别为688.16亿元和729.31亿元,6年间增加了41.15亿元。从各地类的生态系统服务价值来看,由大到小排序为林地>水域>耕地>建设用地>草地>裸地。(2)2010—2016年,滇池流域土地利用变化的剧烈程度由强到弱为建设用地>耕地>草地>林地>裸地>水域,耕地和建设用地的土地利用动态度较高,其中耕地面积减少了52.71km²,建设用地面积增长了93.25km²。(3)2010—2016年,滇池流域土地利用相互间的转化导致生态系统服务价值增加了3.88亿元,其中耕地、草地、城镇用地和裸地面积的变化增加了生态系...     

粤港澳大湾区生态系统格局变化与模拟

快速城市化是导致粤港澳大湾区生态系统时空格局变化的主要驱动力之一,模拟生态系统变化趋势对于优化区域土地利用格局、防控城市化的生态风险具有重要意义。以2000、2005、2010、2015、2018年5期土地利用数据,分析该区域生态系统格局演变,并运用CA-Markov模型模拟2025年的生态系统格局。研究结果表明:(1)2018年大湾区的森林、农田和城镇为主要生态系统类型,分别占区域总面积的53.99%、22.67%和14.51%。(2)2000—2018年农田、森林、湿地面积分别下降了1983、740、278 km~2,城镇和草地面积分别上升了2896、103 km~2,城镇面积增长的主要途径是对周围农田、林地和湿地的侵占,草地面积增长是因为管理经营不善导致部分林地退化为草地。(3)大湾区的景观多样性和均匀度下降,景观正在向小斑块趋势发展,空间连通性下降,破碎度增加。(4)模拟2025年的生态系统格局发现,与2018年相比,城镇面积增长了609 km~2,农田和森林分别减少了309 km~2和316 km~2。基于大湾区生态系统格局变化与模拟发现,快速城市化区域中,落实耕地保护红线和生态保护红线制度、保护重要生态空间完整性,对于降低城市化的生态风险具有重要作用。     

Length–mass relationships for lake macroinvertebrates corrected for back-transformation and preservation effects

Coloured dissolved organic matter (CDOM) modifies the light penetration into water bodies due to stronger absorbance of UV and short wavelengths of light. Therefore, in natural waters with high CDOM concentration, the spectrum of sunlight is shifted towards brown, also referred to as brownification. Here, the relation between the spectrophotometrically measured water colour (CDOM) and landscape properties is examined. These properties explained at best > 40% of the CDOM variability among the study lakes larger than 10 km². The key “permanent” landscape variables were lake percentage (Lake_%) in the uppermost catchment area, and the peat land coverage (Peat_%) of the catchment, which indeed was strongly correlated with lake elevation above the sea level. High Lake % indicated low CDOM concentration, while high Peat_% indicated the opposite. Relative to the Peat_% of the catchment, the CDOM concentrations were, on average, slightly higher in medium-size lakes (area 10–100 km²) than in large lakes (area > 100 km²), while relative to Lake_% the concentrations declined more in medium-size lakes.     

近33年白洋淀景观动态变化

湿地具有重要的生态功能,由于各种因素的影响改变了湿地水文条件,并且导致湿地退化。利用1974、1987、1996和2007年遥感影像,使用ERDAS 9.1、ARCGIS 9.2和FRAGSTATS 3.3,分析了白洋淀景观动态变化过程及其驱动力。研究结果表明:从1974至2007年,白洋淀湿地面积从249.4km²下降到182.6km²,农田和居民地面积分别从70.0、2.1km²增加到126.4、12.5km²;在景观水平上,斑块密度、景观形状指数和香农多样性指数增加,蔓延度减小,景观破碎化程度增加,优势景观类型湿地对整个景观的控制作用减小;在类型水平上,明水面和沼泽的斑块密度和周长-面积分维数增加,最大斑块指数、平均斑块面积和连接度减小,居民地的斑块密度、最大斑块指数、平均斑块面积、周长-面积分维数和连接度都增加,农田的斑块密度、最大斑块指数和连接度增加,平均斑块面积和周长-面积分维数减小;水位变化是影响白洋淀景观变化的主要因素,水位升高会使湿地面积增加,反之,使湿地面积减小;流域人类活动和降水量变化是白洋淀水位和景观变化的重要驱动力。引水补淀只能暂时缓解白洋淀缺水问题,从流域角度考虑,实施有效的水资源管理方式,才能从根本上解决白洋淀湿地退化的问题。     

Shifts in reciprocal river‐riparian arthropod fluxes along an urban‐rural landscape gradient

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Effects of Landscape and Riparian Condition on a Fish Index of Biotic Integrity in a Large Southeastern Brazil River

Environmental conditions of a large river in southeastern Brazil were assessed by evaluating fish assemblage structure (index of biotic integrity, IBI), landscape use (forest, pasture, urban area, and tributary water) and riparian condition. A survey of the 338 km-long middle reach of the Rio Paraiba do Sul, containing a large urban-industrial complex, was conducted in two seasons: summer/wet and winter/dry. Fish were sampled with a standardized level of effort twice at seven sites, between March 2001 and April 2002, by gill nets, cast nets, sieves and seines. Riparian condition was evaluated by direct observations, and land use maps were used to assess landscape condition of an 8 km² buffer surrounding each site. IBI scores ranged from 5 to 36 (out of a possible range of 4–40), with lowest values at an urban-industrial landscape, and highest scores upstream and downstream, indicating the river’s recovery capacity. The most appropriate time to assess IBI was during the winter/dry period, when sampling was more effective and the IBI was more sensitive to changes in environmental quality. Landscape use and riparian condition were correlated, and IBI was positively correlated with % pasture, % tributary area, and riparian condition, but negatively correlated with % urban area. In some cases urban areas eliminated riparian woody vegetation, destabilizing site physical habitat structure.