长江宜昌至武汉段岸线1 km近二十年土地利用及景观格局时空变化研究

长江拥有中国最长、开发条件最好的内陆岸线, 岸线资源的存量大且开发潜力高。了解岸线资源的利用现状, 为保障岸线资源开发、生态环境保护提供科学依据。研究以2000、2005、2010、2015和2019年土地利用为数据源, 分析长江宜昌至武汉段岸线1 km区域不同时期土地利用类型面积与景观格局指数。研究结果表明, 2000—2019年, 研究区域土地利用主要以农田和建筑用地为主, 变化的明显特点是农田面积在2019年较2000年下降了9.39%, 建筑用地和草地/林地面积扩张, 其中农田-建筑用地的转化较为剧烈。研究区域湿地资源丰富, 湿地总面积占比均在70%以上, 人工湿地占总湿地面积比均在92%以上。从斑块类型水平上看, 各用地类型斑块数量增长明显, 均发生了不同程度的景观破碎化现象; 其中草地/林面积虽增加了35.63 km2, 但斑块数量从0.114万个增加到0.618万个, 景观形状指数由34.92增加到95.19, 景观聚集度指数下降了10.82%, 其斑块趋向破碎化、形状不规则化, 这会阻碍种群间的基因交流、改变物种生存的生物地理环境, 减少生物物种多样性, 结构趋向紧凑对某些干扰的蔓延如虫灾、火灾等的抑制作用减弱。在景观类型层级, 斑块数量由1.24万个增加到2.34万个, 香农多样性指数增加了0.14, 蔓延度指数下降了8.48%, 整个研究区域景观的破碎化现象加剧, 区域原本优势的斑块类型破裂, 优势度差距逐渐缩小, 且空间的连通性降低, 空间优势减弱。文章定量揭示了长江宜昌至武汉岸线土地利用景观格局时空变化特征, 可为该区域景观格局的进一步优化提供依据。     

林地面积比例梯度下景观组成和构型对生物多样性的影响

以黄河中下游郑州地区为研究区域,根据林地面积比例高低,把确定的260块景观区域划分为林地面积比例高(50%)、中等(50%—30%)、低(30%—10%)和非常低(10%)共4个不同类型;采用概率连接度指数(PC)表征林地栖息地可用性程度。利用R软件里的广义线性模型(GLM),分析了10、50、100、250、500、1000、2000 m和3000 m物种不同扩散能力下,反映林地景观组成和构型特征的林地面积比例(PA),以及林地面积比例(PA)与林地斑块数量(NP)、林地平均斑块大小(PS)、林地斑块隔离度(PI)组合作用对栖息地可用性的影响。结果表明:在林地面积比例高的区域,林地面积比例是决定栖息地可用性程度的重要影响因素;在林地面积比例中等的区域,除林地面积比例外,林地斑块隔离度和平均斑块大小是主要影响因素;在林地面积比例低和较低时,依据物种扩散能力的不同,需要考虑平均斑块大小和林地斑块数量的影响。景观中不同林地面积比例情况下,生物保护措施和管理要依据林地面积比例、林地斑块数量、林地平均斑块大小、以及林地斑块隔离度。     

南京城市扩展过程中聚落斑块的行为特征

城市化过程具体表现为聚落斑块在景观上的消涨过程.基于南京地区1988、1998和2003年的Landsat TM影像,将聚落斑块按演变形式分成新生、消亡、延展、收缩、融合、分裂和混合7种变化模式,分析了各类斑块沿城乡梯度带的分布格局.结果表明:1998-2003年研究区聚落斑块的总面积迅速增加,斑块数量、平均斑块面积和最大斑块指数等均保持同步增长趋势,新生型与混合型构成斑块演变的主体,但收缩和消亡斑块的负贡献率也持续上升;各演变类型斑块沿城乡梯度带的空间分布格局在2个时段上不尽相同;1988-1998年,混合型斑块在主城区表现为高密度扩张;1998-2003年则表现为低密度蔓延,主城区外各梯度带则没有明显的阶段性差异,新生斑块的城乡梯度格局在2个时段基本一致,其密度、面积比例在主城区较小,城市边缘区较高,向外则随离主城区距离的增加而递减;延展斑块前一时段在主城区与远郊存在2个高发区,但后一时段远郊的密度与面积比例均显著降低;收缩斑块和消亡斑块的高发区位于主城区及其边缘和远郊;比较各类斑块的城乡梯度格局发现,城市化程度高、速度快的区域,同时也存在相对快速的斑块收缩与消亡过程,主城区与城外各梯度带在扩展模式上存在阶段性差异.     

基于RS和GIS的科尔沁沙地南缘章古台地区土地利用变化及其驱动力

利用遥感影像,借助于GIS技术以及数理统计方法,对章古台地区近20年间土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明:1988-2009年间,章古台地区土地利用构成以耕地和林地为主;土地利用类型变化以林地、耕地和建设用地面积的增加和草地、水域及未利用土地面积的减少为特征,其中,草地、建设用地和未利用土地的年变化率大于其他土地利用类型;土地利用程度综合指数由1988年的235.34增至2009年的251.65;土地类型间的转化以草地、未利用土地向林地、耕地转化和耕地与林地间转化为主,占总转化面积的95.58%。章古台地区土地利用变化受人口、政策和自然因素的综合影响,虽然自然因素是决定土地利用变化的重要因素,但在20年的时间尺度上,人口增长和政策引导则是加剧这种变化的主导因素。     

流域尺度上河流水质与土地利用的关系

以苏子河流域内54个水质采样点为基点,生成6种尺度的河岸带缓冲区,并借助FRAGSTATS软件计算景观水平和类型水平上的8种景观指数.分别从景观空间格局与景观类型组成两方面,对景观指数与水质进行相关分析.结果表明:区域景观格局在不同缓冲区内对流域水质具有不同的效应.当缓冲区距离≤300 m时,旱地、建筑用地、水田为主要的景观类型组成,其面积比例、斑块数量、斑块密度、最大斑块指数、最大形状指数、景观斑块聚集度指数均较高,农田的连通性较高,对水质的影响较大.在距离河流较远的区域(缓冲区距离＞300 m),林地面积比例较高,林地聚集连通程度较好,对水质改善具有一定作用,但不明显.该流域耕地、建设用地等对水质有着关键的影响作用.     

农村居民点时空变化特征及驱动力分析——以宁波市北仑区为例

以地处东南沿海的宁波市北仑区农村居民点为研究对象,利用6期(1990、1995、2000、2005、2010和2015年)TM/OLI遥感影像为数据源,运用土地利用动态度、转移模型、核密度估计、平均最邻近指数及景观格局指数等方法,对北仑区25年来农村居民点用地时空变化特征及驱动因素进行了分析。结果表明:北仑区25年来农村居民点用地动态度基本为正值,居民点用地处于缓慢扩张趋势;农村居民点平均斑块面积增长趋势明显,年均增速为2.51%;平均斑块规模在5个研究时段中,前两时段主要受斑块数量影响,此后两时段受斑块数量和斑块总面积共同控制,最末时段则为斑块总面积主要影响;北仑区农村居民点斑块规模大小差异越来越显著。参与居民点用地流转的土地类型主要为耕地和林地,其中以耕地为主,城市建设对于居民点的占用不明显。农村居民点空间布局分异呈西部集聚成片、中部双核互动和东部零散错落格局;2015年北部岛屿(大榭)附近出现一个较为明显的高密度区;居民点区域整体分布模式由分散转变为聚集,并且聚集程度不断增加。北仑区农村居民点分布受人口、道路、地貌和政策等因素的综合作用。其中在1995—2000年、2000—2005年受人口影响效果突出;国道和县级道路走向与居民点布局联系密切;政策可促使居民点分布发生新的转变并奠定未来布局基础;居民点多分布在地势低平地(DEM100 m)。     

太湖流域水质状况与土地利用格局的相关性

为探索异质景观内不同土地利用格局与水质之间的相关关系,以太湖流域为对象,根据地形条件、土地利用状况及主要水系的流向,将太湖流域分为13个水文生态单元,并对各水文生态单元内主要土地利用/覆盖类型的相对面积占比与水质等级之间的相关性进行了研究.结果表明:各水文生态单元水质等级2006年的变异系数与其林地面积占比呈正相关,与农田和聚落用地的面积占比呈负相关,其中与聚落用地占比在非汛期时具有显著性,体现了不同土地利用方式对水质改善能力不同,林地对水质改善能力较强,而农田和聚落用地相对较弱;各水文生态单元水质等级与农田、聚落用地的相对面积占比呈正相关,并分别在汛期和非汛期表现出显著性;与林地面积占比呈负相关,与各单元湿地面积占比在非汛期时呈弱负相关,汛期和全年为弱正相关;4类主要土地利用方式对水质等级改善的效应在汛期为林地>湿地>聚落用地>农田,非汛期为林地>农田>湿地>聚落用地.林地对水质的正贡献最大;农田和聚落用地分别对汛期和非汛期水质负贡献最大.     

山东省安丘市生态用地动态变化

利用山东省安丘市4期土地利用数据,通过动态度、转移矩阵及不稳定斑块空间分析等方法,研究了该县域生态用地动态变化特征,以期对该地区新农村建设的可持续发展和生态环境保护提供决策参考。结果表明:1995—2010年安丘市生态用地占市域面积比例由14.04%降低至13.31%,草地、水域减少,林地、未利用地增加,而非生态用地中建设用地持续增加、耕地持续减少。3个时段,不稳定斑块占研究区总面积比重较小,分别为1.39%、2.21%和3.13%;不稳定斑块中生态用地面积及斑块数量所占比例分别为31.09%、43.21%、20.52%和28.24%、34.06%、11.28%。生态用地空间稳定性相对较低,且有下降趋势。Moran指数表明,转入的生态用地呈聚集分布,转入的非生态用地呈离散或随机分布。生态用地与非生态用地的空间动态度持续增加,整体上生态用地朝着规模减小的方向发展,非生态用地朝着规模增大的方向发展。     

基于斑块的东寨港红树林湿地景观格局变化及其驱动力

在解译1988、1998及2009年3期遥感影像基础上,运用叠加分析和基于斑块的红树林空间演变机理分析方法,分析了1988-2009年间东寨港红树林湿地景观格局变化及其驱动力差异.结果表明:1988、1998及2009年,研究区红树林总面积分别为1809.4、1738.7和1608.2 hm2,整体呈递减趋势,且破碎化程度加剧.景观类型主要表现为红树林、农用地、有林地等向建设用地、养殖塘用地转化.分别利用累计计数、按百分比计数、按主要途径计数3种方法的统计结果显示,导致东寨港红树林斑块数量变化的驱动力主要为自然因素,作用力百分比分别为58.6％、72.2％、72.1％,而导致斑块面积变化的驱动力主要为人为因素,作用力百分比相应为70.4％、70.3％、76.4％.     

岷江上游林农边界网络的生态效应

应用地理信息系统软件从遥感影像中提取出岷江上游的农田边界类型图,结合坡面尺度上林农边界效应的分析结果,对林农边界效应在景观尺度上的影响进行了研究。结果表明:研究区的农田边界共有5种类型,分别是农田与林地、灌木林地、草地、水体、建筑用地之间的边界,其中林农边界长2473.68km,占农田边界的37.57%,广泛分布在岷江干流及其支流的河谷中,在很大范围上影响着农田的土壤水分和生物多样性,对林地的影响相对较小;边界效应使林地边缘和农田边缘的土壤水分低于其内部,研究区有2103hm2的农田和371hm2的林地的土壤水分受到边界网络影响,分别占研究区农田面积和林地面积的2.33%和0.03%。由于土壤水分是制约研究区植物生长的限制性因子,且岷江上游的农田斑块面积较小且分布零散,因此应避免农林复合景观中边界密度进一步增加。     

内蒙古托克托地区景观格局特征分析

内蒙古托克拖地区位于我国农牧交错带黄河中游,农业历史悠久、应用遥感影像,结合地面调查,绘制了研究区植被类型现状图,在GIS支持下,选取多种景观指数,分别从斑块数、斑块面积、班块周长和多样性指数等方面对研究区景观结构特征和多样性进行分析,结果表明,整个研究区景观是一个显著的农林牧景观嵌体,农田面积281.72km^2,占研究区总面积的34.64%,林地景观占22.0%,草地景观占6.65%。研究区东北部景观基底为农田景观,在该基底上,基本上以居民点为中心较密集与规律地分布着杨树＋榆树林班块,共89块,斑块密度达2.568个·km^-2,斑块平均面积仅为0.39km^2,基底与斑块2种景观单元在该区域十分典型。杨树＋榆树林和丘陵沟壑景观类型边界密度值较大,说明杨树＋榆树林景观类型的破碎化程度较大,而丘陵沟壑边界切割破碎,可以认为,该地区在人类活动的影响下,景观结构呈现较明显的人类干扰特征。     

Temporal variation in the effects of habitat fragmentation on reproduction of the Mediterranean shrub <Emphasis Type="Italic">Colutea hispanica</Emphasis>

Habitat fragmentation poses a major threat to the viability of plant populations. However, the intensity of fragmentation effects may vary among years. We studied two possible effects of habitat fragmentation (patch size and isolation) on the reproduction and proportion of damaged fruits in 24 patches of the self-compatible shrub Colutea hispanica for three consecutive years with different climate conditions. We also studied the effect of fragmentation on the incidence of two main pre-dispersal seed predators, the butterflies Iolana iolas and Lampides boeticus. High between-year variability was found in number of viable seeds per fruit, number of fruits per plant, total number of viable seeds per plant and proportion of damaged fruits. In 2003, small, isolated patches had a higher fruit set and number of fruits per plant. The proportion of damaged fruits was significantly lower in isolated populations in 2003, while it was very high in all patches in 2004 and 2005. High between-year variability was also found in the proportion of fruits per plant with I. iolas eggs. In 2003 isolated patches had a lower proportion of fruits with I. iolas eggs, but no significant effect of patch size and isolation was found in 2004 or 2005. The proportion of fruits with L. boeticus eggs was similar in the three years of study, although it was slightly higher in large, non-isolated patches in 2003. Thus, the effects of fragmentation on plant reproduction cannot be generalized from one single-year survey. In contrast to the generally accepted idea that fragmentation reduces plant reproduction, plant fitness may increase in isolated patches in years with high fruit production and low seed predation.     

岷江上游干旱河谷耕地和居民用地的空间特征

以岷江上游干旱河谷耕地和居民用地为对象,用景观格局分析软件FRAGSTATS3.3计算了4个景观格局指数,利用ARCMAP9.0分析了耕地和居民用地与其它景观类型间的空间邻接特征,基于数字高成模型(DEM)研究了耕地和居民用地与海拔及坡度的关系。结果表明:灌木林地是干旱河谷的景观基质;耕地和居民用地斑块的平均面积和密度较小,形状简单;耕地大多在1700~3000m的区域,陡坡耕种比较严重,与灌木林地具有较高的邻接长度和数目;居民用地间隔较远,在低海拔地区分布相对较密,高海拔地区分布比较分散;对居民用地在空间结构影响最大的是耕地的分布。     

Patch occupancy, population density and dynamics in a fragmented red squirrel Sciurusvulgaris population

We studied population dynamics of red squirrels in a group of small forest fragments, that cover only 6.5% of the total study area (4664 ha) and where distances to the nearest source population were up to 2.2 km. We tested effects of patch size, quality and isolation and supplementary feeding on patch occupation during 1995–99. Larger patches and patches with supplementary feeding had a higher probability of being occupied. No patch <3.5 ha was ever occupied. No effects of isolation were found, suggesting that the forest habitat in the study area is not sufficiently fragmented to influence red squirrel distribution across patches. For medium sized patches (3.7–21 ha), that were occupied some years, there was an increase in patch occupation over the years, even though overall population size tended to decrease. These patches had a high turnover, especially of males. Patches in which the squirrel population went extinct were recolonized within a year. For patches that were at least some years occupied, squirrel density depended on patch quality only. No effects of patch size, isolation and winter temperature on population density were found. These data suggest that in our study area habitat fragmentation has no effect on local squirrel density and that the random sample hypothesis explains the distribution pattern across patches.     

基于RS和GIS的开封市土地覆盖分形

以RS和GIS为技术手段,利用开封市0.61m空间分辨率的QuickBird卫星遥感数据,采用分形几何方法研究了斑块的面积效应和覆盖类型分形的关系,并对覆盖类型的分形特征差异等进行了分析。结果表明,开封市防护林地和农田的平均斑块面积较大,分维数也较大,而水体的分维数较小,说明防护林和农田斑块的边界结构特征比水体更为复杂。斑块的分维值具有尺度依赖性,同一类型中大的斑块往往具有较大的分维值,其原因是大斑块经常出现不同类型的斑块相互嵌套,小斑块则很少出现甚至不出现这种现象。     

Woodland fragmentation affects space use of Eurasian red squirrels

When habitats become fragmented, variation in patch size and quality are expected to impose changes on the spacing pattern and social organization of animal populations. General theory predicts different possible responses including shrinking home ranges (fission response), increasing range overlap (fusion) and incorporation of multiple patches in the home range (expansion response) as fragmentation increases. We studied space use and social organization in a metapopulation of red squirrels (Sciurus vulgaris) in 15 woodland fragments differing in size and tree species composition. Home ranges and core areas of males were larger than females, and fragmentation had different and complex effects on the spacing pattern of both sexes. In food-supplemented patches, high densities led to increased intra-sexual overlap. In linear-shaped patches, squirrels used smaller home ranges and core areas and had lower male–male and male–female overlap levels, independent of patch quality or size. Home range and core area size of males increased with patch size, and male core areas overlapped extensively those of other males and females. Hence males seemed to show a fission response only in some patches. In contrast, home range and core area size of females was not related with patch size, but decreased with habitat quality, supporting predictions of a fusion response and intra-sexual defense of food-based core areas. Hence, where patch size and shape strongly affected space use of male red squirrels, social organization of females was only affected in small, food-supplemented patches, suggesting that the basic spatio-social organization of adult females is very resistant to fragmentation.     

太行山中低山区河谷内农田斑块特征及其分布格局—以河北省阜平县胭脂河主流河谷为例

以景观生态学原理为指导,调查了位于太行山中低山区的河北省阜平县胭脂河主流河谷,对河谷内农田斑块的特征及其分布格局进行了分析,结果表明,农田斑块了作河流源头外贯穿整个河谷,从上游向下游,人为活动的增加使农田的比重不断增加,导致自然景观减少,环境异质性降低,农田斑块破碎化和蔼减小,胭脂河河谷总面积为2297.09hm^2,构成河谷景观主体的农田有117个斑块,面积为1027.78hm^2,占河谷面积的44．74％,农田基本紧靠河岸分布,处在水分条件优越但易受洪水威胁的土地带上,农田在河流两侧是非对称分布,其中左岸农田面积587.58hm^2,占57．17％,斑块的宽度呈增加的态势,但变化比较大,基本上以狭长的特征出现。     

斑块尺度湿地植物群落多样性的维持能力

基于GIS技术和主成分分析方法,对1950、1967、1983和2000年挠力河流域湿地景观斑块特征与斑块内植物群落多样性之间的关系进行了研究.结果表明： 1950—2000年间,研究区湿地斑块平均面积逐渐减小,能够维持2种及2种以上植物群落的斑块数量逐渐减少,最小斑块面积为10.1 km²;湿地斑块面积与植物群落多样性指数和群落类型数均呈极显著正相关关系（P<0.01）,湿地斑块面积越大,维持植物群落多样性的能力越强;随着湿地斑块面积的逐渐减小,斑块破碎化指数和分维数逐渐增大,形状指数和斑块内植物群落多样性指数逐渐减小;随着湿地斑块空间分离度的增大,斑块内植物群落多样性指数呈减小趋势;主成分分析结果显示,研究区湿地斑块面积大小是影响斑块内群落多样性的最重要因素,其次为斑块的破碎化程度和分离度.     

黄土区农业景观空间格局分析

景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题之一。本文用地理信息系统,分维分析和统计分析相结合,以１∶１万土地利用现状图为基础,选取斑块大小、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、相对丰富度、破碎度等指标,陕北米脂县泉家沟流域农业景观的空间格局。结果显示,乔木林地、坡耕地、果园、草地和梯田农地的分维数较低,坝地、水库、灌溉农田、居信用地和灌木林地的人维数较高,斑块形状较为复杂。随着斑块面积的增加,农