景观生态学在近海资源环境中的应用——论海洋景观生态学的发展

长期以来,景观生态学研究主要集中于陆地景观生态研究,并在土地利用、植被退化等方面取得了长足的进展,而在海洋领域涉足颇少.论述了景观生态学在海洋赤潮景观、海洋溢油景观、海域使用景观、滨海湿地景观、海岛景观和海洋环境污染景观等方面的应用前景,并就海洋景观生态学发展几点认识进行了深入探讨,如海洋景观的均质性与异质性、海洋景观格局与生态过程的关系、边缘效应与海岸带、海洋景观评价与评估、海洋景观模型等,目的是为景观生态学在海洋资源环境中的应用、海洋景观生态学的发展探索新的方向.     

基于气候、地貌、生态系统的景观分类体系——以新疆地区为例

景观分类是景观生态学研究的重要内容之一,既是景观结构与功能研究的基础,又是景观规划、管理等应用研究的前提条件,目前尚没有具有适普性的景观分类体系。提出了景观生态学的一种发生学分类方法,即景观带——基于气候的一级指标(温度带,反映纬度地带性)、景观区——基于干旱指数的二级指标(干湿区,反映经度地带性)、景观类——基于垂直地貌的三级指标(山地和平原,反映垂直地带性)、景观型——基于自然生态系统和人工生态系统的四级指标(反映自然生态系统特征和人类活动)的四级景观分类体系。并利用该体系对新疆地区进行了景观分类,将新疆地区划分为3个景观带、4个景观区、2个景观类、11个景观型。该分类体系与地理景观学派除在自然景观分类系统不同之外,将人工景观指标引入了景观发生学分类。为研究景观分类提供了一种思路和方法,这种分类方法对新疆地区景观的成因、景观演变规律、景观恢复与修复标准等提供了背景参考。     

麦蚜寄生蜂和捕食性天敌种群对景观复杂性的响应

农业景观结构影响昆虫的物种组成与多样性,本文选择复杂景观和简单景观的麦田景观为研究对象,研究了不同麦田景观结构对麦蚜天敌种群的影响。在简单与复杂两种景观下,分析了麦蚜寄生蜂和捕食性天敌的迁入时间、迁入量、种群增长率及种群密度之间的差异。结果表明:复杂景观中麦蚜寄生蜂和捕食性天敌的物种多样性较高,复杂景观下寄生蜂的迁入量高于简单景观下寄生蜂的迁入量。景观复杂性同样影响捕食性天敌的迁入时间,且捕食性天敌在复杂景观下迁入量均高于简单景观,而且存在显著性差异。两种景观中寄生蜂和捕食性天敌种群增长速率与最大种群密度均存在显著性差异。     

二维与三维景观格局指数在山区县域景观格局分析中的应用

景观格局指数是景观格局分析中常用的定量分析工具,而传统二维景观格局指数却忽略了地形对景观的影响,在定量描述山区景观格局时可能存在一定局限.本文以典型山地丘陵区山东栖霞市为研究区,在地形结构分析的基础上,选择面积/密度(类型面积、平均斑块大小)、边缘/形状(边缘密度、景观形状指数、平均斑块分维数)、多样性(香农多样性指数、香农均匀度指数)、聚散性(聚集度)4个方面的8个景观格局指数,比较分析传统二维景观格局指数与三维景观格局指数对山区景观格局及其动态变化定量描述的差异.结果表明:三维类型面积、平均斑块大小和边缘密度与其相应二维指数差异显著,三维景观形状指数、平均斑块分维数、香农多样性指数和香农均匀度指数与其相应二维指数差异不显著,三维聚集度与二维聚集度无差别.由于采用斑块表面面积和表面周长计算三维景观格局指数,采用各斑块的投影面积和投影周长计算二维景观格局指数,所以在描述山区景观面积、密度、边界等指标时三维景观格局指数相对精确,但在测定景观形状、多样性和聚散性等指数时,则与传统的二维景观格局指数差异不显著.三维景观格局指数引入了地形特征,对景观格局及其动态变化的反映相对精确.     

广州越秀公园植被景观格局分析

运用景观生态学原理,在对越秀公园植被景观要素进行分类的基础上,运用Autocad 软件提取了景观要素斑块信息,选取了斑块数目、斑块数目比、斑块面积、斑块面积比、斑块密度指数、斑块形状指数、优势度、分维度、均匀度等9 个指标对越秀公园植被景观的多样性、异质性、均匀性及破碎化程度等景观格局进行了分析.结果表明:越秀公园植被景观整体布局基本合理,景观结构较为稳定,密林作为全园的基质,保持了较好的生态完整性和连续性,为越秀公园的整体景观与环境提供了良好的基础生态条件,但需对部分景区植被景观布局作相应调整.同时对越秀公园植被景观整体格局优化和生态完善建设提出了建议.     

农牧交错带西段景观结构和空间异质性分析

农牧交错地区是生态环境问题突出的地区。运用景观学理论,选取典型区域通过具体的景观特征指数分析了西北农牧交错景观的景观结构和景观空间异质性。结果表明地形地貌和人类作用是西北农牧交错区景观异质性的主导因素,地貌越破碎人类作用越强,景观也越破碎,斑块不规则性越高,景观多样性越高。进一步的景观样带分析显示,研究区景观结构呈一定的空间梯度变化,由南向北景观破碎度减小,斑块形状的不规则性降低。     

吉林省镇赉县近10年景观格局变化

以吉林省镇赉县2000年、2005年、2009年三期TM遥感影像为信息源,在小尺度下通过RS解译,对GIS建立的空间数据模型叠加分析和景观特征指数计算,结合自然与人文要素,具体分析镇赉县土地利用景观格局的变化情况。分析结果表明:近10a间研究区景观斑块面积和斑块的数量发生明显变化,水体景观类型斑块数量呈现大幅度增加,研究区各景观面积动态度变化显著,耕地面积大幅度增加,而草地和未利用土地面积大幅度减少。研究区景观破碎化程度较低、景观分维数较小且变化不大、景观异质性低,景观较为完整,该地区生态表现出明显的脆弱性和易恢复性。自然环境的制约、人为活动的干扰、政策的导向等因素决定和影响了该地区景观格局的变化趋势。     

多功能景观研究进展

多功能景观是当前景观生态学研究的热点问题之一,已成为景观生态学新的研究方向,但其概念、研究方法等诸多内容仍缺少系统地研究和介绍。多功能景观研究通过优化景观结构来增强景观的多功能性,是实现区域景观可持续发展的重要手段。探讨了多功能景观的概念,提出了当前国内外多功能景观的主要研究方向和研究方法。今后应进一步开展有关多功能景观的实践研究,继续完善其评价方法,并建立景观功能及其服务的监测机制。以期为将来开展景观规划与景观管理研究提供科学依据。     

四川唐家河自然保护区西北至东南方向景观格局的梯度变化

通过设置西北至东南方向样带的方式,对唐家河自然保护区的遥感解译图像从景观和类型两种水平上分析了该区植被景观格局的梯度变化.结果表明:1)该区域内森林植被状况良好,林地分布面积达到91.65%.其中,常绿落叶阔叶混交林的面积最大,是区域的景观基质,而亚高山灌丛草甸以及农耕地等在整个区域内分布面积较小,边界较简单,景观地位弱.2)沿样带方向,景观水平上的指数具有上升型、下降型和无明显趋势3种变化,表现为边界密度、邻近度、形状指数、斑块分形指数的递增,平均斑块面积和最近距离的递减,以及香农多样性和均匀性、最大斑块面积和散布与并列指数的稳定波动.3)该区景观类型以次生落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔叶混交林和针叶林为主,其景观指数波动变化显著、具明显的峰值.     

森林景观生态研究现状与展望

综述了国内外森林景观及其动态研究的4个领域：森林景观管理与景观质量控制、森林景观格局与功能相互关系、森林景观生态过程模拟模型和决策模型、河岸景观生态的研究。并进一步指出了我国在森林景观生态研究领域中存在的问题：森林景观的研究基础不足,研究手段、方法相对落后,研究案例和成果有限。同时,还提出了森林景观生态研究的发展方向。     

景观指数分类、应用及构建研究

在景观生态学研究中,理解与把握景观格局变化的生态学原则至关重要,用景观指数描述景观格局及变化,建立格局与景观过程之间的联系,是景观生态学最常用的定量化研究方法,本文在综合前人对景观指数的基础上,对景观指数研究从景观指数的分类研究,指数对景观格局的描述研究,指数之间的相关性研究及指数构建研究等4方面进行了总结,并从单个景观指数与指数体系两个层次上提出了判定景观指数优劣及景观指数应用的一般性原则。     

敦化南北不同景观生态类型鸟类群的比较研究

敦化县位于吉林省东部,长白山系的北段。北处张广才岭的东翼,与黑龙江省为邻;南隔牡丹岭与延边的安图、抚松县相望。 关于鸟类分布研究的文章甚多,大多是以植被为界限。并参考鸟类的分布规律对鸟类群进行划分。植被是影响鸟类分布的因素,但全面研究鸟类群生态地理规律,仅考虑植被因素的影响往往是不够的。笔者依据敦化南北部所进行的工作,试图选取一种综合     

基于ComGIS的区域景观格局监测信息系统

从区域景观生态数据科学管理和景观格局动态分析的需要入手,以陕北纸坊沟流域作为设计和应用实例,采用地理信息系统组件MapX与可视化编程语言Delphi相结合的方式研制和开发了区域景观格局监测信息系统;文中首先对系统设计路线和建立方法进行简要说明,然后详细介绍了系统的基本结构和功能:该系统主要由数据管理模块、查询管理模块、景观指标分析和景观预测模块组成,实现了景观属性和景观图形数据的有机集成和高效管理,提供景观空间信息的显示、定位和交互查询,在此基础上计算景观类型和整个景观层次上的各种景观指数来实现景观格局综合分析,并且能够对景观发展趋势进行模拟预测,同时可以动态生成统计图表,形象直观地反映出不同时期内景观格局的发展变化规律.     

景观指数耦合景观格局与土壤侵蚀的有效性

景观格局分析是景观生态学中揭示景观变化及其生态效应的主要方法,而景观指数是景观格局分析中广泛使用的工具。土壤侵蚀是土壤物质在景观中的迁移和再分配过程,受地形、植被和人类活动及其空间格局的调控。运用景观格局分析揭示景观格局变化特别是土地利用/覆被格局变化对土壤侵蚀的影响是土壤侵蚀研究中应用景观生态学原理和方法的典型。在当前的研究中,斑块-廊道-基质范式下建立的景观指数对侵蚀过程的解释能力不断受到质疑,建立筛选适用的景观指数的原则和方法十分必要。以延河流域碾庄沟小流域为例,利用WATEM/SEDEM模型模拟多个年份流域侵蚀产沙和输沙量;基于土地利用/覆被数据,利用Fragstat4.2软件,计算了相应年份流域斑块、边界密度、形状、集聚与分散和斑块类型多样性4个方面的代表性景观指数。在此基础上,分析了景观指数与流域侵蚀产沙和输沙之间的关系,讨论了景观指数在土壤侵蚀研究中的有效性,在景观和斑块类型水平上分析了景观指数表达"源"、"汇"两大类景观类型的空间格局与侵蚀产沙和输沙之间的关系的一致性。结果表明:斑块-廊道-基底范式下发展的景观指数在指示景观格局的土壤侵蚀效应时存在局限。相对而言,斑块类型尺度的景观指数更能有效表达景观格局与土壤侵蚀的关系。基于景观类型在土壤侵蚀过程中的"源"、"汇"功能,提出了在土壤侵蚀研究中筛选适用的景观指数的原则:(1)对"源"、"汇"两类景观类型,景观指数与土壤侵蚀状况表征变量的相关系数符号相反;(2)对同为"源"或"汇"景观类型的多个景观类型,景观指数与土壤侵蚀表征变量的相关系数应具有符号一致性。尽管景观指数在斑块类型水平上具有一定的有效性,但用其预测景观格局变化的侵蚀效应有很大的不确定性。因此,基于土壤侵蚀过程与景观格局的作用机制发展新型的景观指数是增强景观格局分析预测土壤侵蚀过程的能力的途径。     

Spatial patterns of landscape change in the Three Rivers Headwaters Region of China, 1987–2015

The Three Rivers Headwaters Region is one of the most import ecological protection regions and Tibetan inhabited regions in China. Located in the Qinghai province of China, the Region is the source of the Yangtze, the Yellow and the Lantsang-Mekong Rivers. This study region was based on remote sensing imagery. An ecological landscape classification of the area is presented, as well as a suite of landscape indices for landscape pattern changes from 1987 to 2015. The influence of human activities on the landscape change of study area is discussed. The results showed landscape structure complexity, fragmentation gradually increased, while the indices of contagion and evenness were decreased. Structure characteristic of landscape change in this region are more obvious, especially, the difference in space distributions of part and the whole. There were trend of uniform distribution of different types and diversity gradually increased in the source of Yangtze River. And an opposite tendency is showing in the Yellow River and Lantsang-Mekong River. Physical-geographical conditions, climate change and government policy at study period were the main reasons of significant landscape pattern change. This study proposes management measures for sustainable development in the Three Rivers Headwaters Region.     

上海浦东新区城市化过程景观格局变化分析

利用1994和2000年航空遥感影像资料解译的土地利用与覆盖数据,在GIS支持下,采用景观格局指数和梯度方法分析了上海市浦东新区城市化过程中景观格局的变化.结果表明,随着城市化程度的推进,浦东新区由原来以农业为主的格局逐渐转变成以居民地、公共设施和工厂为主的城市景观格局,农田占地比例由1994年的71.45%下降到2000年的41.32%,居民地、公共设施和工厂总占地由1994年的18.2%上升到2000年的41.9%.整体景观格局的破碎化程度和异质性都有所增加,斑块个数由1994年的4.08个·km^-2上升至2000年28.65个·km^-2,面积平均加权由24.43 km²减少到1.75 km²,聚集度由98.31下降为95.09,多样性和均匀性指数分别由0.4697和0.5284增至0.7509和0.8343.在样带梯度分析中,景观格局指数能检测出城市化梯度及城市化程度不断向郊区递减的趋势,城市化水平较高地区以人工景观为主,表现出斑块个数多且面积小、斑块形状简单和景观多样性高等景观特征.景观格局动态变化分析是了解城市化过程中城市形态、结构及生态过程的基础.     

北京东灵山地区景观格局及破碎化评价

 人类活动已将北京东灵山地区地带性原生暖温带落叶阔叶林破坏殆尽。本项研究基于植被图,在地理信息系统(GIS)支持下,选择多种景观格局指数,从斑块面积、斑块数、斑块周长、分形维数和多样性的角度进行了格局分析和破碎化评价。结果表明,该区景观类型以次生林和灌丛为主,面积分布极不均衡,且多呈小面积零散分布。各森林类型的分布面积、周长和斑块数一般小于灌丛、草地和农田,且边界密度和斑块密度较高,显示出较高程度的破碎化。各景观类型的平均斑块面积和周长遵从分形规律,分形维数1.30,景观整体的斑块边界的褶皱程度较低。景观多样性的Shannon指数,景观组分的类型面积(2.262)<类型周长(2.435)<类型斑块数(2.675),均小于等概率情形(2.940)。上述结果均显示,该区森林景观破碎化程度较高。     

麦蚜和寄生蜂对农业景观格局的响应及其关键景观因子分析

大量研究表明多样性的农业景观格局能够影响蚜虫及寄生蜂的分布。本文利用并设计了两种尺度的麦田农业景观格局,依据麦蚜种群发生特点,分为迁入期、增长期与高峰期三个时期,论述了不同尺度下农业景观元素对麦蚜及寄生蜂系统的影响,通过逐步回归筛选了不同时期麦蚜及寄生蜂分布的关键景观元素,最后通过CANOCO软件模拟了麦蚜及寄生蜂的分布排序格局。结果表明不同景观因子对麦蚜及寄生蜂种群影响不同,迁入期两种尺度下裸地最有利于两种有翅蚜的迁飞入田,塑料大棚对有翅蚜种群的入田有抑制作用。增长期草地与林地生境对麦蚜种群增长率促进最大,塑料大棚同样抑制了麦蚜的种群增长率;但塑料大棚、草地与林地对蚜茧蜂的种群增长率有促进作用,非麦类作物生境对蚜茧蜂种群增长率抑制作用最大;草地与林地有利于重寄生蜂的种群增长率;高峰期裸地比例大的农业景观下麦蚜的最大种群密度较大,草地与林地对蚜茧蜂与重寄生蜂的最大种群密度均有促进作用。两种尺度下的研究结果一致。不同麦物种的对不同景观元素反应与形态学与生活史特征有关,而且景观结构中特定的植物种类、非作物植物的密度与物候期都可能影响寄生蜂群落的多样性与功能。     

Classification of the heterogeneous structure of urban landscapes (STURLA) as an indicator of landscape function applied to surface temperature in New York City

Defining landscape structure and key relationships between landscape structure and function is challenging in urban areas characterized by density and patchy spatial patterns. In order to trace the spatial and temporal patterns of urban landscape structures, compare patterns across cities, or inform urban design principles, we need to classify the landscape in a way that captures context and landscape heterogeneity, but can be broadly applied across different cities or landscape variations within a city. In this study, we introduce a simple and reproducible approach for classifying the structure of urban landscapes (STURLA) that utilizes heterogeneous, composite classes which represent combinations of built and natural features, and examine the response of a landscape function – surface temperature.This classification approach is unique in that it develops composite (as opposed to homogeneous) classes, which are defined a posteriori, based on compositions of adjacent structural elements that emerge in the urban landscape, using a cellular grid to define units of analysis. We test the separability of classes that emerge from this approach, and find that it is possible to discern classes – comprised of the mix of land and building covers common in urban areas – which have meaningfully distinct temperature signatures. This classification approach may be extended to multiple cities and ecological indicators in order to offer insight into the relationship between urban landscape structure and ecosystem response, in a way that accounts for interactions among different types of urban landscape surfaces. We suggest that this approach can support spatial prioritization of landscape function needs in urban development and design approaches for improving particular types of functioning, such as reductions in urban heat.