长白山森林景观边界动态变化研究

通过野外调查、遥感和地理信息系统相结合的方法来研究长白山森林景观边界的动态变化规律,并通过相关性分析,探讨了长白山森林景观破碎化过程和景观边界指数变化的关系。首先对遥感影像进行计算机分类,其次,构建了描述景观边界的指标体系,再次,从景观边界的长度、密度、对比度、形状和多样性5个方面,对长白山森林景观边界的动态在景观类型尺度和景观尺度上进行分析。结果表明,在20多年的时问内,苔原面积减少了3694．8hm^2,云冷杉林的面积减少了130482．03hm^2,阔叶红松林面积增加了41610．4hm^2,岳桦林面积增加了66978hm^2．由于森林砍伐和毁林造田以及其它人类活动(如旅游)的影响,长白山森林景观的破碎化程度趋于增加,景观边界形状趋于复杂景观破碎化过程和景观边界指数变化的相关性分析证实了可以用景观形状指数(LSI)、对比度加权边界密度(CWEI))、边界加权总长度(TEGT)、加权景观形状指数(LSI-WGT)的变化来指示森林景观的破碎化程度。景观边界形状指数的大小还可以用来反映人类活动对景观的影响程度。最后,针对目前长白山森林景观破碎化程度趋于增大的情况,建议采取积极措施,防止长白山森林景观的进一步破碎化,以便更好地保护天然林。     

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。     

三峡库区秭归县景观格局变化及模拟预测

基于1987和2002年秭归县TM影像,采用景观指数的研究方法,分析了1987—2002年间秭归县各景观类型的变化情况,并运用马尔柯夫模型对未来50年研究区的景观格局进行了模拟预测.结果表明：1987—2002年间,秭归县景观格局发生较大变化;不同景观类型面积的分配趋于均衡,疏林地面积大幅增加,旱田和灌木林地面积明显下降,景观总体的平均形状指数下降,表现为各景观集中连片化分布,且形状趋于简单,人为干扰的影响较明显;总体上,该区景观多样性和破碎化情况均有不同程度的改善.未来50年,研究区疏林地将呈现出快速增长的趋势,林地的增幅次之,旱田和灌木林地面积将不断下降,其他景观的变化幅度不大.该区景观格局变化的驱动力主要为县城搬迁和林业政策.     

秦岭地区林地与草地景观格局变化及其驱动因素

以1980—2015年土地利用数据集为数据源,利用GIS空间分析、景观格局指数和主成分分析法,研究了秦岭地区林地与草地景观格局时空变化特征,并探讨其演化的驱动因素。结果表明:(1)林地和草地是秦岭地区主要景观类型,约占研究区总面积的72%,其中有林地为优势景观类型,其次为高覆盖度草地和中覆盖度草地,其他林地和低覆盖度草地分布面积相对较少。(2)35年来,林地和草地总面积整体呈减少趋势,净减少了309.44km~2,其中草地减少占主导地位;空间变化上,损失严重的区域主要分布于以西安市为中心的周边区域,主要向建设用地和耕地转移。(3)林地和草地景观破碎化程度逐渐增加,连通性降低,景观异质性增强且景观形状更为复杂,草地较林地变化明显;空间分布上,林地和草地景观格局指数空间分布特征明显,在地形因子作用下呈现一定的地形梯度性,尤其与海拔的相关性最好。(4)人为活动干扰是影响秦岭地区林地和草地景观格局变化的主要驱动因素,气候因素次之,同时国家宏观政策起着重要的导向作用。减缓人为活动对秦岭地区的过度影响,维护林地和草地的平衡性及完整性,是实现该区生态系统科学管理和资源的可持续利用的关键。     

基于3DLP指数的景观格局演变及预测分析

采用1987、1999、2009和2017年四期Landsat TM/OLI数据,结合GIS和RS技术,从类型和景观层面计算安化县四个年度的3DLP指数,分析安化县近30年来景观格局的动态演变并利用CA-Markov模型对2025年景观格局演变进行模拟和预测,为推动该县今后生态环境的进一步恢复和改善提供指导。结果表明:(1)林地是安化县的优势景观,对安化县景观的主控作用强。(2)从不同景观类型来看,1987—2017年期间安化县各景观破碎化情况均有所缓解,其中建设用地、林地面积增加,草地、水域、农地面积减少;林地、水域边界形状趋于简单化,建设用地、草地边界形状趋向复杂化,农地边界形状受人类活动影响较小。(3)从整体景观来看,安化县景观格局的演变主要是受到人为因素的影响,1999年整体边界形状变得更为规则,同时破碎化程度、景观异构性以及多样性有所提高。1999—2017年各类景观类型的面积比例差异增大,破碎化程度以及景观异质程度降低,优势景观类型份额增加。(4)根据预测结果来看,安化县整体趋向均衡化发展,边界形状趋向规则化,景观异质性程度降低,各类景观类型的面积比例差异减小,林地出现被其他景观蚕食分割的趋势,因此需要进一步提高对林地的重视和保护,限制其他景观类型对林地的干扰。     

社区水平森林景观格局动态特征与驱动因素

基于高分辨率SPOT-5影像、TM影像和农户调查数据,以及相关辅助数据,选取三峡库区典型森林大县石柱县三星乡石星村为样区,利用景观格局指数与Logistic回归分析法,对1994—2014年间的森林景观格局的动态特征及其影响因素进行分析,旨在丰富人们对社区水平森林景观格局动态的理解和认识,为森林景观恢复和可持续经营策略的制定提供科学依据。结果表明:(1)样区森林景观一直占据20年间景观基质的主导地位,空间分布上退化原始林主要集中分布在中东部低山、深丘区,次生林、退化林地和人工林呈镶嵌格局,分散于主要基质性景观中;(2)20年间样区森林景观整体呈先减少后增加的"U"型格局,表现为1994—2004年间的退化与2004—2014年间的恢复两个截然相反的过程,且这一过程主要发生在森林景观与水田、旱地、居民点、道路等接壤区;(3)2004—2014年间森林景观的演化趋势与1994—2004年间整体上呈反向趋势,空间格局上,这一阶段森林景观的恢复主要出现在1994—2004年间森林景观所发生退化的区域;(4)20年间样区森林景观在斑块水平上呈明显异质性分布,3个截面年份不同森林景观破碎化程度的总排序均为退化林地人工林次生林退化原始林,且退化原始林、次生林和退化林地的破碎度变化趋势相同,均为先增后减;(5)20年间样区森林景观在景观水平上的破碎度呈现先增强后减弱趋势,且2014年的破碎化程度恢复至低于1994年的水平,进一步说明在退化后的森林景观恢复过程中,生态完整性的恢复速度远低于破碎速度;(6)社会经济因素对20年间样区森林景观变化的影响最突出,其中,最主要的影响因素是人口密度变化,先增后减的变化使生态压力随之增减,进而导致森林景观的退化与恢复。其次是农民人均纯收入变化,特别是2004—2014年农民人均纯收入的增加,促进能源结构的转型,减少了对森林景观的依赖和干扰。空间距离对森林景观的影响具有稳定的持续作用,居民对森林景观的干扰多经由距离因素而实现。自然因素控制大地貌格局,中短时期内对森林景观变化影响不大,次生林和退化林地因处于适宜开发的边缘地带,受自然环境影响较大。     

莱州湾南岸滨海湿地的景观格局变化及累积环境效应

在湿地景观类型分类基础上,利用遥感技术及GIS技术提取了1987和2002年莱州湾南岸滨海湿地Landsat 5、Landsat 7 卫星假彩色合成影像的空间属性数据,利用斑块动态度、斑块密度指数、景观多样性指数、斑块破碎化指数研究了湿地景观格局变化及其累积环境效应.结果表明,15年间莱州湾南岸滨海湿地景观总面积基本不变,但自然湿地总面积减少了49.1%,减少的自然湿地主要转化为养殖池、盐田等人工湿地.湿地景观格局的变化还表现为景观多样性指数下降、斑块破碎化指数升高.湿地景观格局变化引起自然湿地的总净初级生产量下降,环境净化功能、抗御自然灾害功能降低,陆地中生植物、旱生植物外来及有害植物侵入湿地,湿地生态系统服务价值下降等累积环境效应.     

漫湾水电开发对库区景观动态的影响

基于GIS、RS技术,以云南漫湾水电站为例,对电站建设前后库区景观格局及其变化特征进行了研究.结果表明:1974-2004年的30年中,林地与灌丛面积呈现减少趋势,草地、农田、水域和建设用地呈现增加的趋势;在景观总体呈现破碎化与离散分布的前提下,电站建设后景观多样性和均匀度指数均较电站建设前有所降低,景观破碎化程度和景观类型离散分布的趋势减缓;景观类型相互转化频繁,主要表现为林地、灌丛和草地之间的转化.水电站建设后库区综合景观动态度降低,景观类型动态度以建设用地、草地和农田较高.总之,漫湾水电站建设后库区景观格局发生了显著的变化,研究结果对科学认识水电开发的景观生态效应具有重要的意义.     

大兴安岭林区道路网络对景观格局的影响

在明确大兴安岭呼中林业局道路网络系统组成特征的基础上,利用主成分分析法,将林业局内17个林场作为分析单元,以该林业局1989年景观为例,对有、无道路情况下的景观格局分别进行定量分析,探讨了道路对森林景观格局的影响.结果表明：呼中林业局内包括运材主、支路在内的常年运材路密度为2.3 m·hm^-2,在各个林场内分布均匀,基本沿着河流水系深入到各个采伐区.道路的出现使景观水平上的森林格局发生了显著变化：所有林场中,平均斑块面积减少、数量增多、斑块间距离增大,均表现出不同程度的破碎化,但破碎化程度与道路密度之间没有显著的相关性;道路网络对景观破碎程度的影响比对空间聚合程度的影响更强烈.     

基于“空间形态-破碎化-聚集度”的粤港澳大湾区森林景观格局时空演变

森林景观格局的时空演变研究能够帮助理解区域森林变化过程。传统的景观指数方法多以均值为计算结果且空间信息表达不足,基于形态学方法能够从空间上直观辨别景观类型,综合破碎化和聚集度的定量分析有助于进一步认识森林景观格局的演变特征。以1990、2000、2010、2020年粤港澳大湾区土地利用数据为基础,建立基于“空间形态-破碎化-聚集度”的综合研究框架,开展大湾区森林景观格局的时空演变研究。结果表明：(1)近30年大湾区森林形态以核心区为主,森林面积逐渐减少,而2010—2020年减少速率降低,各类型森林斑块均有所恢复;(2)整体破碎化程度较低,中部破碎化地区表现为先上升后下降的变化趋势;(3)聚集度结果表明,距离森林边界500 m内的森林斑块面积最大,约占研究区总面积的30%,而距离大于4.5 km的非森林斑块面积几乎翻倍增加,应重点关注该区域的森林损失。研究有助于全面理解森林景观格局的变化特征,相关结果可为粤港澳大湾区的森林生态修复工程、国土空间规划以及城市可持续发展提供科学依据。     

基于模拟景观的城市森林景观格局指数选取

基于现实的沈阳城市森林景观,模拟了4个景观格局梯度,并选取了1个与之相应的现实景观格局梯度,分析了28个景观格局指数在各梯度对景观破碎化和景观斑块形状复杂性的反映,从而筛选出描述这两种景观格局特征的适宜景观格局指数.结果表明：斑块密度（PD）和平均斑块面积（AREA_MN）在城市森林景观破碎化方面表现出较规律的变化趋势,斑块密度随破碎化程度的增加而增加,平均斑块面积随破碎化程度的增加而减小;面积加权平均周长面积比（PARA_AM）在描述景观斑块形状复杂性方面与景观格局梯度相吻合,且随斑块形状复杂性的增加而增加,能够较为准确地描述景观斑块形状的复杂性.     

基于高分遥感影像的滇西北村域景观格局演变——以大理市低丘缓坡山地开发区为例

人类的开发活动是造成土地覆盖和景观格局变化的主要原因.村域尺度上高强度的人类开发活动对土地覆盖及景观格局演变的影响规律研究尚不多见.本研究采用2009年的GeoEye-1数据和2014年的WorldView 3数据,利用ArcGIS和ENVI,基于面向对象和人机交互的方法解译影像,应用土地利用转移矩阵和景观指数定量研究大理市海东镇低丘缓坡山区改造过程中的土地覆盖变化和景观格局演变.结果表明: 2009年主要土地覆盖类型是林地、水田和旱地,占总面积的82.8%,2014年林地、推平未建地和水田占总面积的70.9%;研究期间,土地利用变化主要由林地、水田和旱地向推平未建地、建设用地转移,尤其是2014年推平未建地面积达531.57 hm²,其中,来自林地、旱地和水田的面积分别占42.8%、21.7%和14.2%.景观空间格局演变表现为斑块数量和密度增加,平均斑块面积变小;边缘指数和形状指数增加,斑块形状更加复杂;斑块破碎化,整体构成更加多样化.     

紫金山风景林保护区景观格局变化研究

根据紫金山 1 975、1 988、2 0 0 2三个年度的森林二类调查资料 ,在ARCGIS支持下 ,对紫金山风景林保护区景观格局动态进行了研究。结果表明 ,近 30年来 ,保护区植被格局发生了显著变化 ,总体表现为针叶林向针阔混交林 ,进而向落叶阔叶林的演替。期间 ,针叶林占保护区的面积比例由 38 9%下降为 9 7% ,阔叶林则由 1 2 0 %上升至 4 8 6 %。各景观要素中转移为其它类型概率较小的是水体、苗圃 ,而最高的是未成林地 ,接近 1 0 0 %的转移。在保护区中最易发生变化的地类主要分布在人为干扰比较强烈或者人为活动较少而自然条件较好的区域。1 975～ 2 0 0 2年 ,保护区的景观多样性指数由 1 5 74下降至 1 4 6 2 ,而优势度由 0 6 30升高至0 735 ,景观破碎度略有增加 (0 781～ 0 795 ) ,森林覆盖率从 1 96 3年的 5 1 2 %上升到 2 0 0 2年的 70 2 % ,景观总形状系数则相对稳定 ,但各类景观要素有不同的变化规律。其中针叶林随着嵌块平均面积的减小 ,破碎度的不断增加 ,形状系数持续变小 ,而阔叶林则嵌块体平均面积不断增加 ,破碎度减少 ,形状系数持续增加。据Malkov链模型预测 ,至 2 0 1 6年 ,阔叶林面积将达保护区总面积的 5 5 2 3% ,森林覆被率将上升至 74 0 9%。     

1964-2015年海南省八门湾红树林湿地及其周边土地景观动态分析

以海南省文昌市八门港红树林湿地及其周边土地为研究对象,采用6期遥感影像为主要的数据来源,建立起研究区域内1964、1972、1988、2000、2009、2015年50年的景观数据库,利用土地转移矩阵和表征景观破碎化过程的景观指数系统阐述了八门湾红树林湿地及其周边土地的土地利用/覆被变化以及景观破碎化的过程,探讨八门湾红树林湿地及其周边土地土地利用/覆被变化与景观破碎化过程之间的相互关系。结果表明：（1）1964-2015年间,研究区域内建筑用地、养殖水面面积持续增长面积比重分别上升了7.72%、12.55%,耕地、林地、红树林面积所占比重分别下降了7.01%、9.16%、9.74%。（2）1964-2015年间,研究区域内斑块数量增加了685个,平均斑块面积缩减了39.12%,聚合度下降了3.5%,最大斑块面积缩减了28.38%,蔓延度下降了9.26%,斑块平均形状破碎化指数和面积加权平均形状破碎化指数分别上升了0.0148、0.0207,斑块密度从1964年的0.0653个/hm²上升到2015年的0.1073个/hm²。（3）八门湾红树林湿地及其周边土地的土地利用/覆被变化与景观破碎化过程的相关关系主要体现在养殖水面、建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化指数的影响上。养殖水面、建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在聚合度、斑块数量、蔓延度的作用上。其中,养殖水面面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在其对红树林面积的侵占,使得红树林面积占研究区域总面积的比例由15%下降到5.25%,红树林由大面积连续集中分布趋向于小面积孤立分散分布。建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在城市的快速发展、交通设施大量的建设。50年来,八门湾红树林湿地各地类之间的转化主要表现为红树林面积转化成养殖水面,林地和耕地面积转化为建筑用地,由此可见,人类活动能力的增强以及影响范围的不断扩大是引发八门湾红树林湿地景观破碎化的主要原因。     

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.     

厦门市海岸带景观格局变化及其对生态安全的影响

海岸带是人类活动最为集中、具敏感性与脆弱性的海陆过渡区.本文以厦门市为例,运用遥感及GIS技术,对1987-2011年厦门城市化过程中海岸带景观格局变化进行研究,并基于生态安全内涵,运用景观格局指数及生态服务价值理论构建评价体系,评价其对生态安全的影响.结果表明:1987-2011年海岸带建设用地面积增长了193.0％,耕地和林地分别下降了55.2％、41.4％,滩涂早期转为海水养殖与耕地,中后期转为建设用地/裸地及水域,共减少了47.1％,海水养殖随第一产业兴衰,早期增加而2004年后则锐减47.6％;在发展初期研究区景观呈多样化、形状趋于复杂、空间分布较分散,快速发展之后,景观趋向单一、形状趋于规则,分布较为集中,自然景观明显破碎化,连通性显著下降.景观格局变化造成生态安全指数由0.561降至0.430,其中1995-2004年滩涂面积显著减少使自然生态功能减弱导致生态安全下降,2004年后岛外地区高强度开发,海岸带自然景观连通度、破碎度、分离度与景观形状的变化及滩涂的继续减少使自然生态结构、功能与稳定性均下降,导致生态安全不断变差.     

从景观格局分析人为驱动的绿洲时空变化——以天山北坡三工河流域绿洲为例

根据三工河流域1978、1987年航片和1998年TM影像,利用GIS、RS和景观生态的研究方法,主要从绿洲景观格局分析了人为驱动的绿洲变化,包括景观多样性与人类活动的复杂多样性、景观斑块形状与绿洲扩张、斑块破碎化程度与人类活动的强度等。结果表明:(1)绿洲景观多样性总体呈现下降趋势,区域差异性较为明显。人类活动可以显著地改变绿洲景观的多样性。(2)绿洲景观斑块形状总体趋向不规则性和复杂性,但趋势减弱。人类一方面尽力在扩张绿洲外围,增加外围斑快形状的不规则性和复杂性,增加分维数,另一方面也在尽量规划绿洲内部,又使斑块形状趋向规则,降低其复杂性;但近20a,绿洲总体上以外围扩张为主。(3)人类活动强度和支配程度较大的绿洲区域,其景观的破碎化程度总体较高,绿洲中部人类活动强度最大,其景观破碎化程度总体高于人类活动强度较弱的绿洲下部和上部;绿洲斑块密度和景观破碎化程度随时间总体呈下降的趋势;人为引入斑块的破碎化程度普遍高于环境资源斑块的破碎化程度。     

云南省维西县塔城镇土地利用/地表覆盖及其空间格局变化研究

利用遥感和地理信息系统,结合野外实地参与式调查,从土地利用类型和空间格局角度,对滇西北维西县塔城镇1990和1999年的土地利用变化进行综合分析。结果表明,塔城镇10年间土地利用类型和空间结构变化较小,仍以有林地为主。但高覆盖度林地、中覆盖度林地和低覆盖度林地的结构发生了变化,低覆盖度林地从9．93％增加到18．30％,增加8．37％;高覆盖度林地减少5．35％;中覆盖度林地减少5．15％,森林植被质量下降。土地利用／地表覆盖景观变化最大的区域在海拔3400m以上的塔城镇的东南角和西南角。景观多样性、优势度降低,景观破碎化程度加深,严重影响该地区滇金丝猴的栖息地。     

福建旅游型海岛景观格局变化——以妈祖圣地湄洲岛为例

在RS和GIS技术支持下,利用1993和2005年遥感资料,选取景观斑块数、多样性指数、均匀度、优势度、分维数、破碎度等反映景观空间格局的指数,对福建省旅游型海岛典型代表湄洲岛的景观格局变化进行了分析。结果表明:1993—2005年,湄洲岛总的景观斑块数明显增加;景观多样性指数虽略有减少,但整体较高;景观破碎化指数呈明显增加趋势;在各景观类型中,建设用地、林地、沙滩及裸岩3种与旅游业紧密相关的景观类型面积增加,破碎化程度提高,受人类干预的强度在加大;耕地、荒草地、坑塘水体、海滩景观斑块类型的面积减少、破碎化程度降低,受人类干预的强度在缩小。     

黑龙江省森林景观多样性动态

讨论了1949—1981年黑龙江省森林景观多样性的动态。利用1949年和1981年森林资源分布图,选取7个有代表性的度量景观多样性的定量指标：斑块密度、周长-面积分数维、聚集度、斑块散布与毗连指数、Shannon多样性指数、优势度、均匀度,在ESRI’S ARCGIS 8和FRAGSTATS 3．3软件支持下,系统研究了景观元素空间格局的变化。结果表明在近32年的时间进程中,区域森林景观破碎化现象加剧,其中以红松(Pinus koraiensis)林的破碎化最为严重。从斑块多样性、格局多样性和类型多样性的动态变化分析看出,原生的景观斑块类型在数量上不断减少或被异类景观所代替,即景观类型所占景观表面的百分比发生了变化,从而引起景观内部空间格局的改变。整个森林的景观多样性和景观类型分布的均匀性降低,优势度增加。人类不合理的经济活动,如毁林开荒、乱砍滥伐等,改变了景观异质性,从而造成景观多样性的变化。现在应该把对森林的保护和经营提到日程上来。天然林保护工程的实施对于促进林业部门休养生息、培育与保护森林资源,保护生物多样性和改善生态环境等具有重要意义。保护现有森林资源,实行采育结合,实施天然林保护工程,使森林的经营走可持续发展的道路是切实可行的解决办法．