基于遥感数据的晋陕蒙交汇区景观格局定量分析——以榆林幅1／25万TM影像分析为例

1　引　　言景观生态学的产生与发展 ,给传统生态学与地理学带来了活力与许多新思想 .其研究方法与成果为资源开发和环境生态保护提供了新的科学方法和决策依据 .景观异质性是景观生态学的核心概念之一 .景观格局是景观异质性的表现[2 ,3 ,5,9] .景观格局分析是景观生态学研究任务之一 ,是定量研究斑块在景观中的分布规律 .空间格局分析的目的是从无序的景观上发现潜在的有意义的秩序和规律[5] .而景观格局分析是因为景观格局对其中元素流产生影响 ,不同景观格局或景观格局动态演变导致区域景观功能发生变化[7] ,景观格局会影响到物种的丰度…     

湖南省A 级旅游区景观生态系统格局测度及其特征

以景观生态学的视角去系统地分析旅游景观的功能与尺度、格局与过程以及功能是旅游地理学研究新的延展。通过旅游景观和旅游景观生态系统内涵解析, 分析了旅游景观生态系统的格局构成和特征, 并基于湖南省A 级旅游景区的核心景观展开实证研究。研究发现: (1)旅游景观生态系统是一种具有旅游功能的地域综合体, 景观整体格局特征分析是认识与理解旅游景观生态系统空间异质性的关键。(2)旅游景观生态系统空间单元可划分为斑块、廊道和基质, 旅游景观分布特征、多样性与异质性、和其空间关系三者相互影响, 共同决定了旅游景观生态系统格局。(3)通过对湖南省A 级旅游区景观格局的测度, 湖南省旅游景观整体呈现出“西边一片, 东边一线”格局, 旅游景观综合密度则呈现湘西、湘东北较大, 湘中南较小的特征; 从旅游景观多样性与异质性来看, 湖南省旅游景观类型丰富, 以六大景类为主, 且整个旅游景观生态系统可分为十二个功能区, 异质性较强; 从旅游景观间的空间关系来看, 湘东“一条线”上的旅游景观相互连通性较好, 湘中的旅游景观连通性则最差, 其它斑块的旅游景观连通性比较一般, 相互差异也不大。据此文章提出了对湖南省旅游景观生态系统优化策略的探讨。     

广东揭阳东湖公园植被调查及景观格局分析

运用景观生态学原理,对广东揭阳东湖公园植被进行调查,同时在进行植被景观要素分类的基础上,选取景观多样性、斑块数目、斑块面积、破碎度、优势度等指标对东湖公园植物景观的异质性、多样性、均匀性等景观格局进行分析。结果表明,东湖公园植被较丰富,景观整体布局基本合理,景观结构相对稳定,但植物配置需要加强,尤其需要突出季相变化,同时适当增加灌丛和草地的斑块,丰富空间景观结构。     

广州城市绿地系统景观异质性分析

选用景观多样性等7个指数对广州城市绿地景观异性质进行了分析.结果表明,广州绿地斑块密度和绿廓道密度分别为118和187km·km-2,在老城区绿地具有斑块小,破碎度大,多样性高,以随机分布为主的高异质性空间结构;在新城区,绿地斑块大,以均匀分布为主,因此,在同等大小的区域内,这类绿地空间结构更能提高景观的异质性,更有效地发挥绿地的生态功能     

广州城市绿地系统景观异质性分析

选用景观多样性等7个指数对广州城市绿地景观异性质进行了分析.结果表明,广州绿地斑块密度和绿廓道密度分别为11.8和1.87km·km^-2,在老城区绿地具有斑块小,破碎度大,多样性高,以随机分布为主的高异质性空间结构;在新城区,绿地斑块大,以均匀分布为主,因此,在同等大小的区域内,这类绿地空间结构更能提高景观的异质性,更有效地发挥绿地的生态功能.     

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.     

城市生态系统:高度空间异质性

城市生态系统复杂性不但体现在人与自然复合关系上,而且体现在空间异质性上。不同于传统的内部相对均质的生态系统,城市生态系统的构成元素(建筑物、植被和水体)在类型、密度、人类干扰强度和社会经济生态功能等方面都存在着很大的空间差异,形成了城市生态系统内部的高度空间异质性。城市空间异质性描述多采用以斑块为基础的景观格局指数法和斑块分类法等。城市生态系统的高度空间异质性,表现在城乡梯度上,生态系统要素、结构、过程、功能和服务都呈现出一定的城乡变化梯度。还表现在各类城市要素和功能单元的破碎化分布上,形成了多层级的斑块化格局。因此,城市空间异质性研究可以采用城乡梯度范式和层级斑块动态范式。这将为城市生态系统内部空间分异规律研究和城市规划管理提供重要的方法学基础。     

黄河源区沙化草地区域景观特征

以黄河源区玛曲县沙化草地为对象,运用景观生态学原理,借助地理信息系统技术,选取景观异质性指数(景观多样性、景观优势度)、景观破碎化指数(斑块密度、分离度)、形状指数(伸长指数、分维数)3类指标,分析了黄河源区沙化草地不同景观类型的空间分布及景观格局现状特征.结果表明,区域整体景观结构简单,局部变化复杂,自然景观仍是景观变化的主体,景观结构受草地、湿地、灌木林地等少数自然景观类型控制.区域景观斑块呈条带状分布,各景观条带差异较大,从河流阶地带到低山草地带到高山草甸带,景观斑块类型减少,景观多样性减小,景观破碎化程度减弱,景观结构呈简单化趋势.沙化景观尤其是流动沙地对景观结构的影响较大,在区域景观异质性增强及破碎化加剧过程中起主要作用.固定沙地、半固定沙地和潜在沙化土地也不同程度地影响着景观的构成及变化;人工景观比沙化景观对景观结构的影响小,但其潜在变化空间较大.人工景观和沙化景观将是未来区域景观结构变化的共同主导因素.     

农业景观异质性对地表节肢动物多样性影响的最优尺度分析

农业景观均质化与破碎化是近代农田生物多样丧失的重要原因之一。为明确景观异质性对地表节肢动物多样性的影响,对下辽河平原典型农区——昌图县地表节肢动物多样性与不同尺度景观异质性进行相关性分析。结果表明：1000 m为研究景观指数对农田地表节肢动物多样性影响的最优尺度;地表节肢动物Simpson多样性指数与景观香农多样性指数呈极显著相关(P<0.01),与蔓延度指数、香农均匀度指数呈显著相关(P<0.05)。表明农业景观异质性强、斑块类型复杂且存在优势斑块时,农田中地表节肢动物多样性较高且分布均匀;地表节肢动物Shannon多样性指数与景观香农多样性指数呈极显著相关(P<0.01),地表节肢动物Margalef丰富度指数与景观香农多样性指数呈显著相关(P<0.05)。表明农业景观中景观破碎化程度低、斑块类型数较少、各斑块类型复杂性及变异性低时,农田地表节肢动物的物种数较高,群落较复杂。     

焦作市景观生态规划研究

运用景观生态学原理,借助于地理信息系统技术,根据焦作市实际情况,将其景观构成要素分为耕地、园地、林地、居民点及工矿用地、水域和其它用地6个景观类型,采用景观多样性、景观优势度、景观破碎度和景观分离度等指标进行定量分析,归纳焦作市景观空间格局特征,提出焦作市景观生态规划的方案.焦作市的景观总体布局模式为：市域保留4~5个大型自然植被斑块,市区规划小型绿地斑块,生态廊道将大小绿地斑块联系起来,维持城市生态系统良性循环;适当合并居民点,形成以市区为中心,其外侧有博爱区、沁阳市等7个市、区的组团式城市群,通过快速干道相连,形成相对独立、相互依存、有机联系、协调发展的网络城市格局;城镇斑块镶嵌于以耕地、林地为背景的基质之中,以道路廊道、绿地廊道、水系廊道相连接,有利于保持物种多样性和景观异质性,改善城市生态环境.     

森林景观斑块密度及边缘密度动态研究

Based on the air-photos of four stages since 1959 in Guandishan forest region,and assisted by other forest survey information,four stages of landscape element patch digital maps were generated in ARC INFO.By analyzing the patch density and edge density of landscape,dynamic laws of landscape heterogeneity and patch characters were comprehensively explored in this paper.The results showed that patch density and edge density both could be used to study landscape heterogeneity and its dynamic character.The outline of patch transformation and patch character changes during forest restoration in the study area were expounded in the paper.Some principl proposals were also provided in the end for the planning of forest restoration in similar area.     

森林景观恢复过程中景观要素斑块规模的动态分析

以１９５９年以来的４期航片为基础资料,通过对研究地区各类景观要素的斑块平均规模和粒级结构及其动态变化过程进行分析,揭示了研究地区森林景观恢复演替过程中景观要素斑块动态特点,阐明了植被演替和干扰格局控制下森林景观要素斑块恢复演替的过程和规律。研究地区森林景观自５０年代以来在整体上始终属于细景观,但景观要素斑志规模和粒级结构发生了显著变化,在三个不同时期表现出不同的变化特点,而且不同景观要素的斑块规模     

长白山露水河林业局森林景观格局动态

基于1987、1995、2003年长白山露水河林业局森林资源二类调查资料,利用ArcGIS和FRAGSTATS等软件,在景观水平和斑块水平上分析了1987-2003年该区景观格局变化及其与森林经营机制之间的关系.结果表明：研究期间,研究区森林景观破碎化程度加剧、景观异质性程度加大;1987-2003年,研究区斑块数增加979块,最大斑块面积比例逐渐下降,由1987年的28.7%降至2003年的12.7%;由于经营方式的转变,该区景观基质由1987年的阔叶混交林转变为1995年后的混合景观基质;景观破碎化程度在1995-2003年的变化趋势较1987-1995年有所减缓;期间,该区阔叶混交林的平均斑块面积下降最多、边界分割程度最高,表明天然次生林受人类干扰最大.     

次生林区斑块形状动态与森林恢复过程分析

以1959年以来4期航片为基础资料,在ARC／INFO支持下,分析丁关帝山天然次生林区森林恢复过程中各类景观要素斑块异圆指数和类斑边界分维数及其动态。研究表明,采用斑块异圆指数即可揭示景观要素斑块形状特征及其变化规律;研究地区景观恢复过程中,各类非林地斑块的异圆指数总体上高于林地斑块,但呈持续下降趋势,形状趋于规则;林地斑块的异圆指数呈持续上升趋势,景观处于活跃的森林恢复和斑块演替中期,演替后期森林斑块的扩展和合并过程始终占主导地位,斑块形状更趋复杂多变,相邻斑块间的联系密切,先锋性森林群落的斑块形状较为简单,斑块逐渐消退。为研究景观结构与功能的关系和变化规律提供了基础。     

长白山风灾景观30年格局变化过程分析

以长白山自然保护区内的由1986年台风形成的风灾景观为研究对象。选取1987年、1993年、1999年、2004年、2010年和2016年遥感影像进行解译。利用Fragstats 4.2软件对景观格局指数进行定量分析,并用主成分分析法与景观综合评价指数相结合的方法对景观格局变化做出综合评价,揭示风灾后30年景观格局变化过程。结果表明：(1)草本-灌木的优势度不断下降;阔叶林和针叶林在恢复过程中先以增加大斑块为主,后期面积增加主要是以小斑块为主;岳桦林恢复过程中先以增加小斑块为主,后期以大斑块连片生长。(2)小而分散的斑块在恢复过程中转换为大而集中的斑块,景观趋于均质化。(3)草本-灌木,阔叶林,针叶林,岳桦林四种斑块类型在恢复过程中呈现一种演替关系。(4)确定了分别与景观规模、形状和景观聚散度相关的两个主成分,作为表征景观恢复性的关键指标。(5)在30年的恢复期中,研究区整体景观格局质量得到提升,但恢复缓慢,与风灾前依然相差较大。(6)多次强风干扰可以形成长白山西、南坡非标准的垂直带谱。     

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.     

四川小相岭山系植被景观的斑块特征分析

利用3S技术与景观生态学相结合的方法,分别从斑块的基本特征、形状特征、聚集与散布特征以及多样性特征4个方面对四川小相岭山系的植被景观空间格局进行了详细分析。研究结果表明：1）该山系存在9种植被类型,斑块数为1849,斑块面积约186951hm^2。其中,针阔叶混交林分布面积与密度最大,是山系的基质植被类型;而次生落叶阔叶林面积最少,景观地位最弱。2）常绿落叶阔叶混交林形状最为简单,但聚集度高;而针阔叶混交林形状最不规则,边界最为复杂;另外,次生落叶阔叶林连接性最弱,高山草甸斑块聚集程度最高。3）该山系斑块的多样性、优势度、均匀度指数值分别为1．54、0．66和0．67,植被类型丰富多样、植被错综复杂、各植被斑块间镶嵌度较好。     

区域城市扩张对森林景观破碎化的影响——以粤港澳大湾区为例

森林生境丧失与景观破碎化是引起生物多样性下降,生态系统功能降低的重要原因。量化森林景观破碎化的时空特征及其与城市扩张格局的关系是开展区域生态修复与功能提升的重要基础。本文以快速城市化的典型区域——粤港澳大湾区为研究对象,基于遥感解译的1980年、1990年、2000年、2010年和2018年土地覆盖/利用专题图,通过多尺度的景观格局分析和统计分析,定量解析森林景观破碎化的时空演变特征及其与城市扩张格局间的关系。研究结果显示：1）1980-2018年,大湾区林地覆盖面积缩减1,274 km²,林地转变为建设用地的面积占林地丧失总面积的比例从1980-1990年的11%增长至2010-2018年的42%,表明城市扩张已成为林地丧失的主导因素;2）森林景观破碎化程度加剧,表现为林地斑块密度提高,平均斑块面积减小,但破碎类型与程度具有地域差异;3）城市扩张幅度与空间格局显著影响林地破碎化,其中,城市扩张幅度对林地破碎化的影响更为重要。基于森林景观破碎化与城市扩张的现状,落实城市增长边界划定、关键斑块-廊道识别与生态网络构建等措施,有助于保护与连通重要生态空间,保障和提升生态功能。     

海南岛霸王岭热带天然林景观格局与动态

热带森林是陆地上物种最丰富和结构最复杂的森林生态系统, 同时也是受景观破碎化影响而生物多样性丧失最严重的植被类型。在对海南岛霸王岭热带天然林进行公里网格样方调查的基础上, 采用栅格途径及统计方法对三期遥感影像数据进行了景观格局和动态规律分析。结果表明: 霸王岭热带天然林景观由4个处于不同恢复阶段的林分斑块(I、II、III和IV)组成; 在1986~1998年, 除林分斑块IV外, 大多数斑块类型都发生了显著的变化, 而在1998~2002年, 大多数斑块类型变化不显著。在1986~2002年, 大多数斑块类型破碎化趋势明显, 表现为斑块数、边缘密度持续增加, 以及斑块平均大小和核心区面积不断减小; 恢复较早期阶段的次生林(I、II和III)与恢复较后期林分(IV)之间的距离显著相关。随着与IV距离的增加, 恢复时间短的次生林所占比例逐渐增加。     

退耕还林对宁南黄土丘陵区景观格局的影响——以中庄村典型小流域为例

"退耕还林"工程是关系到西部乃至中国生态恢复的重要工程。以黄土丘陵区"退耕还林"工程实施最早的典型小流域——中庄村小流域为研究区,应用景观生态学的原理与方法,选择斑块多样性、景观异质性和土地利用相对合理性等指数,对其退耕还林前(1993-2000年)后(2000-2005年)的变化情况进行分析,目的在于揭示"退耕还林"政策的实施对景观格局向良性演化的巨大推动作用。结果显示,退耕前(1993-2000年)研究区景观格局演变幅度很小,相应的,斑块多样性、景观异质性和土地利用相对合理性指数等景观指数的变化均较小。退耕后(2000-2005年),研究区发生了剧烈的景观格局演化,主要的景观变化过程是耕地转化为林地。此阶段研究区25°以上坡耕地基本退耕完毕,15-25°坡度范围是退耕还林的主要区域,其次为8-15°。相应的,2000-2005年小流域景观斑块总数减小,平均斑块面积增加,景观形状趋于复杂,斑块边界复杂性有所增加,景观斑块呈现团聚化的趋势。其中,耕地斑块总面积显著减小,斑块数下降,平均斑块面积略有增大;林地斑块总面积显著增加,斑块数保持稳定,景观优势度显著增加。土地利用相对合理性指数因此从1993年和2000年的0.668、0.664,显著上升至2005年的0.712。采用3期土地利用现状图对"退耕还林"实施前后两个阶段的景观格局演变过程进行分析,结果表明"退耕还林"是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。