CLUE-S模型在南京市土地利用变化研究中的应用

土地利用/覆盖变化模型是研究区域景观动态并解释其驱动机制的重要技术手段.应用CLUE-S模型,在Landsat TM影像等相关数据支持下,对南京地区1998-2006年土地利用的时空动态变化进行了研究.结果表明:各土地利用类型变化受地形因素影响最大,人均GDP与城镇用地和农业用地的分布呈显著相关,城乡主干道对土地利用变化的贡献显著大于省级及以上道路;海拔较高区域林地的发生比率较高,而地形低平区域农田、城建用地的发生比率较高.经检验,在300 m空间分辨率水平,对南京地区2003年、2006年土地利用状况模拟的精度分别达到了85.7%和84.1%;而通过将研究区分成若干子区,分别修正模型参数并重新模拟,准确率提高到89.7%和88.3%,分区赋值法有效地提高了模拟精度.研究表明,CLUE-S模型对城市发展的空间结构也有较强的预测能力,对指导城市规划、分析景观动态的驱动机制有重要参考价值.     

城市化过程中聚落占地率的动态分析

为揭示城市化过程中聚落动态与原聚落状态的相关性,利用南京地区1988、1998和2006年3期Landsat TM遥感影像,应用邻域分析技术对1988年以来南京地区不同时期聚落占地率的变化及各聚落占地率区间的聚落动态进行了研究.结果表明:1988-1998年及1998-2006年2个时段南京地区的聚落面积持续增加,但增长模式存在较大差异,前期绝大部分景观单元内的聚落占地率持续增长;后期虽仍以增长单元为主,但聚落占地率下降的单元也大量出现;1988-2006年,随着聚落占地率的上升,对应景观单元聚落占地率的增幅逐渐变大,至30%左右达到最大值,之后增幅渐小,直至出现负增长;1988、1998和2006年低聚落占地率区间景观单元的频度均高于高占地率区间,但随着城市化的发展,低聚落占地率(0～3%)景观单元的频度持续下降,高聚落占地率单元的频度则有不同程度上升,低聚落占地率与高聚落占地率区间单元频度间的差异逐渐变小;在2个时段内,各占地率区间对应的聚落面积的总体变化曲线差异较大,但聚落面积增长量与消减量的变化曲线分别具有较强的一致性.     

江苏省路网密度与聚落占地率的关系

基于2000年江苏省1∶1万地形图数据,应用邻域分析方法,对江苏省15个县(或县级市)的道路与聚落在5、10、15及20 km 4个尺度上的空间分布特征及二者在16个尺度组合下的关联强度进行了比较.结果表明:道路是异质性较低的景观要素类型,而聚落是异质性较高的景观要素类型;道路与聚落的空间异质性水平均随着观测尺度的增大而降低,但前者的异质性水平随尺度增加而降低的程度不如后者明显;路网密度较大或聚落占地率较高的地区,道路及聚落分布的空间异质性均分别趋于下降;在16个尺度组合中,20 km尺度路网密度与5 km尺度聚落占地率的关联程度最高;在上述尺度组合下,路网密度随聚落占地率的增大呈阶梯式增长,路网密度的增长表现出非连续性特征;由于这两种不同景观要素类型往往具有不同的尺度依赖特征,有必要比较多种尺度组合下二者的相关程度,并选择合适的尺度组合来研究景观要素间的相关关系.     

南京市市域热场分布与景观格局的关联分析

为探讨景观中热场格局的形成机制,以南京市为例,基于Landsat/ETM+遥感影像,获取研究区土地利用和地表温度信息,在1、2.5和5 km三个分析粒度上,分别计算了各景观单元的地表温度均值、温度变异系数与土地利用类型(耕地、林地、水体和聚落)的关联关系,并对景观组成特征、结构特征、空间区位特征等对热场格局影响的相对重要性进行了定量分析。结果表明:水体和林地具有显著的降温效应,耕地降温效应不显著。景观组成与结构因子是热场分布最重要的预测变量,点位特征和与到中心城区距离对热场的解释率较小。在3个分析粒度上,地类水平的结构特征对地类温度均值和变幅的解释能力均最强,且在较大分析粒度上优势显著;组成特征对温度均值与变异系数的解释能力次之,但独立影响较低;景观水平的结构特征对温度均值的解释能力较弱但对温度变幅的解释能力较强,且在2.5 km的分析粒度上独立作用显著。结果表明,对土地利用结构特征的调控可作为缓解城市热岛效应的有效途径。     

中国壳斗科的地理分布及其与气候条件的关系

壳斗科是温带、亚热带最重要的森林树种之一,在我国有７属３５０多种和变种,呈北东东－南西西向分布,几乎遍及全国,在亚热带和温带森林中,常成为重要的建群种。壳斗科在我国总体上是北温带－亚热带分布类型。本文对壳斗科的物种丰富度分布、特有性分布及其与气候地理条件的关系进行了研究,并提出种类特有性的指数（ＥＩ,ＥｎｄｅｍｉｃＩｎｄｅｘ）：ＥＩ＝ＮＮｉ＝１Ｋｉ×１０研究发现,分布的物种丰富度中心在滇、桂、黔一带,而特有性中心则在滇、藏、琼等地。另外,通过逐步回归及比较分析,发现水热状况往往成为限制壳斗科物种丰富度分布格局的主导因子。而海峡等生态、地理隔离因子及空间异质性等对特有性指数的增加有明显的促进作用。影响物种丰富度与特有性指数分布的生态因子往往有较大的差异。     

太湖湖滨生态修复区大型底栖动物群落结构及梯度分布

2010—2011年对太湖贡湖湾湖滨带生态修复区滨岸挺水植物带(Ⅰ)、湾相沉水植物带(Ⅱ)和堰外开敞水体(Ⅲ)3个滨岸生境梯度带的水质状况和底栖动物群落特征进行了研究。结果表明:调查共发现底栖动物13科18种,其中仅出现于1个生境梯度带的物种7个;在其余的11个物种中,有5个种群的密度在生境梯度带间存在显著差异;比较发现,按底栖动物摄食功能类群的相对比例,刮食者相对丰度在带Ⅰ最高,收集者在带Ⅱ最高,滤食者在带Ⅲ最高,不同生境梯度带间底栖动物的摄食功能类群构成存在显著差异。对底栖动物相对丰度和水环境参数的冗余分析显示,环节动物和昆虫与DO、NO3--N和PO43--P浓度正相关,软体动物则与NO3--N和PO43--P负相关,一些腹足类对低DO耐受能力较强,与NH4+-N和COD正相关。修复区3个梯度带水动力条件、水质状况和底质类型的差异性对底栖动物的分布有重要影响,形成了生活习性、摄食特征等显著不同的3个底栖动物群落。     

南京市城乡梯度上景观变化的空间与数量稳定性

为揭示城市化过程中景观稳定性及其区位分异,本文在多时相Landsat TM遥感影像的支持下,应用Kappa指数方法对1988—2008年间南京市城乡梯度上景观要素(除丘陵山地及大规模水体外)的空间位置变化与数量变化进行了研究。结果表明:耕地的数量稳定性较高,但空间位置稳定性较低;而聚落用地空间位置稳定性较高,但数量稳定性却较低;水体的空间位置和数量稳定性都比较高;林地和其他用地的数量以及空间位置稳定性都比较低。在城乡梯度上,随着城市化程度增加,景观的空间位置稳定性呈上升趋势,而数量稳定性则表现出下降趋势。对于已完成城市化的中心城区,景观的数量稳定性迅速上升,其景观要素的组成和空间分布特征均趋于稳定。聚落用地和耕地的空间位置和数量稳定性在不同城乡梯度带间变化较大,而水体和林地的空间与数量稳定性受城市化过程影响较小。     

干旱区沙枣-芨芨草群落土壤有机碳的空间格局

对宁夏干旱区的沙枣 芨芨草群落进行调查,分析土壤有机碳含量与地下生物量、土壤水分等因子的关系,以及土壤有机碳的积累机制.结果表明: 在沙枣-芨芨草群落中,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量逐渐减少,且在水平和垂直方向上的变化格局较为平缓.不同区位土壤有机碳含量与其影响因子的相关性具有明显差异.0～30 cm层中,土壤有机碳含量与土壤含水量呈显著负相关;60～150 cm层中,土壤有机碳含量与根系生物量及土壤含水率呈显著正相关.经偏回归分析,0～30 cm层土壤中芨芨草根系生物量密度对土壤有机碳含量具有显著贡献;60～150 cm层中土壤有机碳格局主要受沙枣根系和土壤含水率的影响;而30～60 cm层土壤有机碳含量与根系生物量密度和土壤含水率的关系不显著.在沙枣 芨芨草群落内,不同层次、不同区位的土壤有机碳积累机制具有明显的差异.     

水生植物腐烂分解对水质的影响

对6种水生植物进行64d的腐烂分解试验,对比不同水生植物腐烂分解过程中水体营养盐浓度的变化.结果表明:6种水生植物的腐烂分解速率差别较大,浮叶植物分解速度最快,沉水植物次之,挺水植物最慢.不同水生植物腐解过程对水质影响不同,并与植物生物量密度相关.挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低;在茭草分解后期,水体化学需氧量和总氮浓度上升,水质变差.浮叶植物荇菜和莲腐解过程中,水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物.沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中,水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高.对于同一种植物,不同生物量密度处理下,主要水质指标变化趋势相似.适量的植物残体的存在可以有效促进水体氮、磷等营养元素的循环,一定程度上去除硝态氮,降低水体氮负荷.     

南京市区景观破碎化过程中的斑块规模结构动态

基于南京市1988、1998和2003年3期TM影像,将农田、林地、居民聚居地及在建用地按斑块面积分为16个级别,研究了景观破碎化过程中,不同级别斑块数量的变化情况。结果表明,农田面积持续萎缩,破碎度上升,中小型斑块数量以较稳定速度增长;林地总面积略有波动,大中型斑块数量较为稳定,而中小型斑块受城市化进程影响,数量高度不稳定;居民聚集地在1988~1998年以在原有基础上扩张为主,在1998~2003年出现了大量新斑块,且两个时段的各级别斑块数量增长率呈极显著负相关;在建用地数量迅速增长,土地利用更加规模化。以上表明,斑块类型和大小对斑块的稳定性及变化趋势均有影响。