塔里木河中下游地区湿地景观格局变化

在RS和GIS技术的支持下,结合塔里木河中下游的区域特点,确定了塔里木河中下游湿地景观分类系统.通过采用景观多样性指数、优势度、景观破碎化指数、分布质心和平均斑块形状指数等景观的空间格局指数,较系统地分析了1980～2000年塔里木河中下游湿地景观空间格局变化.结果表明：塔里木河中下游湿地的分布面积呈显著下降趋势.1980～1990年湿地面积减少,斑块数量和密度增加.1990～2000年湿地面积有所增加,斑块数量和密度持续增加;随着人类干扰强度增加,景观多样性增加,优势度降低,湿地的破碎化程度越来越大;湿地景观要素中,河渠湿地、水库坑塘湿地面积有所增加,而湖泊、滩地、沼泽面积均在不断减少,其中沼泽湿地面积减少幅度最大.     

湘江流域中上游景观格局及其变化

以湘江流域中上游地区1980和2000年景观图为基础,运用ArcGIS9.0与Fragstats,对湘江流域中上游20年间的景观格局及其变化进行了分析。结果表明:20年间,受人类活动影响,水田与林地景观面积减少,斑块数目增加,破碎度增大,旱地和草地的斑块数减少,破碎度下降,研究区景观整体破碎度降低;优势斑块的连通性下降,景观优势类别对景观整体的控制作用减弱;分析研究区不同高程分带的景观格局变化发现,在上游山地区,有较大面积的林地被开垦为旱地,从而加大了该区水土流失的风险。     

基于高分辨率卫星图的川中丘陵区村级景观格局特征研究

以Erle C.Ellis 建立的村级景观分类和景观制图方法,利用IKONOS高分辨率（1 m）卫星遥感图,进行典型抽样和地形→土地利用→土地覆被→生态立地的景观分类和分层制图,研究了四川盆地中部丘陵地区村级景观的构成和格局特征,并就有关方法作了讨论.结果表明,川中盆地丘陵村级景观类型多样,其多样性指数从地形、土地覆被、土地利用到生态立地变化在1.08～2.26之间,丰富度除土地覆被较高,达到85%以外,其余都较低,在42.22%～58.62%之间.分布普遍的生态立地类型为12.5%,其余88.5%的类型都以较大差异分布在各村级景观内.景观破碎化指数较高,不同村级景观之间为2.93～4.27,地形到生态立地的破碎度为2.86～5.63.村级景观构成中,人口密度、道路面积和农家院落面积与景观格局指数存在较大程度的线性相关关系,但以农家院落面积与景观分形指数、景观破碎度的线性相关显著,分别为0.957*和0.991**.运用景观4级分类和制图方法研究村级景观,多数景观格局指标都表现出显著的统计学差异,表明运用高分辨率卫星遥感图研究村级景观,以多级景观单元分类研究比单一分类的更能够反映相关信息,增加对村级景观格局的认识和理解.     

黑土侵蚀区生态重建的景观结构与功能分析

以黑龙江省拜泉县为案例,研究了区域生态恢复与生态重建对景观结构及其水土保持功能的调控.在GIS支持下,结合野外调查数据,对县域水平的生态建设成果进行了空间表达和定量辨识.对比分析1989年和2002年类型水平景观指数及13年来景观类型的转移面积和转移方向、林网宏观结构变化、水库塘坝空间分布与数量变化;土地利用和景观结构调整对水蚀、风蚀的控制以及水库塘坝的蓄水功能变化.结果表明,大规模生态建设下,区域景观类型数量和空间配置的变化对发挥其水土保持功能起到很好的调控作用.1989～2002年,耕地面积减少24731.01hm²,林草地和水体面积增加了13 567.53 hm²和1 190.9 hm².全县55%的水土流失面积得到治理,82.2%的农田得到林网防护,43.7%的景观地表超渗径流得到集蓄.景观结构调整应注意增加林草地等类型斑块的聚集度;调节林网连接度、环度及网眼大小;增加水库塘坝的泄洪与灌溉配套设施等.     

典型喀斯特地区石漠化景观格局对土地利用变化的响应

土地利用是人类活动最基本的表现形式,探讨石漠化与土地利用变化之间的响应关系,对于石漠化治理和区域的可持续发展是非常重要的。基于贵州道真县2005年、2015年LANDSAT和石漠化数据,再利用ENVI 5.3进行监督分类,将道真县土地利用分为8种类型。通过景观格局空间分析技术和3S技术,对道真县土地利用时空演变和石漠化景观格局进行综合分析,结果表明:(1) 2005—2015年间,道真县建设用地和灌木林地面积增加,大部分灌木林地由水田和旱地转化而来,其面积增加了7.51%,建设用地增加了1.30%。(2)近10年间,研究区石漠化等级间的转移表现为轻、中、重度转化为潜在石漠化,其斑块转移面积分别为11.26、38.79、2.71 km2,表明研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块面积增加,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。(3) 2005—2015年间道真县土地利用和石漠化景观格局,多样性指数分别下降了0.6434和2.4309,均匀度指数各减少了0.0552和0.5436,分维度指数各提高了0.0061和0.0801,蔓延度指数各增加0.1751、25.5396和聚合度指数分别增加1.8688和2.9112,景观形状指数分别减少0.9812和4.536,石漠化景观格局的变化对应土地利用景观格局指数的变化,随着人们土地利用方式的改变,石漠化也发生相应的改变。通过该研究的进行,有助于提高人们对石漠化和土地利用景观格局的认识,基于景观生态学背景对石漠化治理成效进行评估,为之后的石漠化治理工作的进行及研究提供了参考。     

河北省康保县景观变化研究

利用1999年TM5和2003年的SPOT5遥感影像辅助GIS技术对河北省康保县土地利用景观变化进行系统研究,并用Logistic逐步回归对驱动因素进行分析;利用Kappa指数对分类结果进行精度评价-结果表明,1999和2003年分类结果的Kappa指数分别为86.72%和89.76%.康保县的旱地大面积减少,但仍为景观基质.菜地、人工草地、有林地面积和未成林造林地明显增加,主要由旱地、天然草地和改良草地转化而来菜地、人工草地的变化速率增加最快,研究区的景观格局破碎化程度加剧.其景观变化主要是退耕政策实施的结果,坡向因素为主要退耕驱动因素,而直接的驱动因素是由坡向决定的水热条件和肥力因素.     

白头叶猴(Trachypithecus leucocephalus)栖息地景观格局的时空变化

运用3S技术,以1973年MSS影像和1999年TM影像为主要数据源,研究了白头叶猴(Trachypithecus leucocephalus)栖息地26a间景观格局的变化特征,并探讨了景观格局的变化及其对白头叶猴的影响.结果表明:1973年至1999年间白头叶猴栖息地景观格局变化剧烈,九重山、咘遵和弄官山3片区域内景观斑块平均面积平均减少了34.89%,聚集度平均下降了12.23%;同时景观多样性指数平均增加了14.15%,景观形状指数平均增加了31.08%,边界密度平均增加了36.39%,破碎度指数平均增加了64.17%;林地景观类型面积平均减少了18.50%,而农田、居民点等人为景观面积则大幅增加.栖息地景观格局的剧烈变化和环境质量的降低,改变了白头叶猴原始的生存环境,将会对白头叶猴的生存产生严重的影响.     

泾河流域景观稳定性与类型转换机制

以泾河流域为例研究景观格局的变化.结果表明,泾河流域198～2000年间,景观结构变化不大,以草地景观和耕地景观为主.草地景观和农耕地景观占流域总面积的85%以上,其次为林地景观,约占10%,其他景观类型仅占5%左右,说明流域的宏观景观格局不会在10～20年的时间尺度上发生结构性改变.大流域内景观类型之间可以相互转换,在5年和10年尺度上,主导景观类型的自稳定强度均在89%以上,转换为其他类型的强度在11%以内.不同景观类型组分中,占比例越小的景观类型转换为其他类型或消失的速度越快.同一大类景观类型中的亚景观类型之间相互转换幅度较大.流域内景观特征表现出一定的时空变化规律.从上游到下游,景观特征变化的趋势是优势度、聚集度增加,分维数下降,斑块密度由低到高,再由高到低;在时间尺度上,优势度、聚集度下降,分维数保持稳定,斑块密度增加.自2000年实行草地围封和退耕还林政策以来,泾河流域NDVI低值区由7.4%减至0.8%,NDVI高值区由29.8%减至25.1%,较高值区由18.3%增加到25.7%,最高值区由2.3%增至5.5%,表明该流域景观质量呈现增高趋势.     

新疆玛纳斯河流域景观格局变化及其生态效应

根据1976、1989、2000和2005年遥感影像以及新疆玛纳斯河流域气象站的数据,利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分析了1976—2005年新疆玛纳斯河流域的景观格局变化及其生态效应. 结果表明：1976—2005年间,玛纳斯河流域景观变化主要表现为农田、草地、居民地面积的增加以及森林、湿地、沙漠、冰雪面积的缩减;从景观水平上看,研究区斑块个数、景观形状指数、蔓延度指数均有所增加,香农多样性指数减小;从类型水平上看,该区各景观组分的异质性指数及其变化过程均有较大差异,体现了研究区景观生态系统的复杂性;玛纳斯河流域景观格局变化的生态效应主要表现在湿地面积萎缩的负效应以及流域蒸发量减小和空气湿度增加的正效应. 1976—2005年间,研究区湿地面积由415.7 km²降至297.4 km²,降幅达28%;蒸发量的年均降幅为0.91 mm;空气相对湿度的年均增幅为0.037%.     

滨海半城市化地区景观格局演变——以厦门市集美区为例

基于厦门市集美区1987-2007年5期TM/ETM⁺遥感影像数据,选取斑块类型水平和景观水平上的景观指数,定量研究了半城市化地区的景观发育过程及其时空动态特征.结果表明：研究区景观格局演变具有快速性、不稳定性、异质性和过渡性特征;1987-2007年间,研究区城市建设用地面积的增长最快,由2.7 km²增至29.1 km²,年均增长率13%,但仍然不是优势景观,其扩展主要通过侵占农用地和吸纳农村建设用地实现,并呈现出“飞地式”特征和复杂的空间形态;农村建设用地面积增加了2.3倍,年均增长率6.2%,其空间扩展呈现出无序和分散的特征;城市和农村的扩展导致农用地面积减少了42%,并呈破碎化趋势;受城市化影响,半城市化地区的整体景观在快速复杂的转变中趋于破碎化,景观异质性增强.     

黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征及其影响因素

土壤氮矿化速率限制着森林土壤有效氮素供给能力,但目前关于黄土高原次生林演替过程土壤氮矿化特征的认识还不清楚。选择黄土高原黄龙山次生林区草本阶段、灌木阶段、先锋乔木群落阶段、混交森林群落阶段和顶级森林群落阶段等5个演替阶段的9种群落类型,测定了其林下土壤氮矿化速率,并分析了土壤理化性质、凋落物养分特征和土壤酶活性及其对氮矿化的影响。结果表明:随着演替进展,土壤有机碳和氮不断积累,土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐增加,凋落物养分和土壤酶活性也发生了显著变化。土壤硝化速率从草本群落阶段到顶级森林群落阶段显著增加了71.73%;土壤氨化速率一直为负值且持续负向增加;土壤净矿化速率从草本群落阶段的(0.16±0.06) mg kg^-1 d^-1逐渐增加到混交森林阶段的(0.31±0.08)mg kg^-1 d^-1,但从混交林群落到顶级森林群落阶段有所下降。土壤理化性质(路径系数-0.530)和酶活性(路径系数-0.268)对氮矿化速率有显著的直接作用;凋落物养分对氮矿化速率的影响来自于其直接作用(路径系数-0.283)和通过调控土壤理化性质、酶活性产生的间接影响(路径系数-0.315)。结果有助于认识黄土高原植被演替过程中土壤氮循环过程,对森林可持续经营也有一定的意义。     

缙云山森林群落次生演替中土壤理化性质的动态变化

选择典型、有代表性的不同演替阶段群落,进行了植被调查和土壤分析.结果表明,土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律.土壤有机质随植被从低级向高级演进逐渐积累,分别是19.5(X₁)、37.0(X²)、50.1(X₃)和71.6 g·kg^-1(X₄);土壤全N、碱解氮和速效钾等也呈上升趋势;土壤pH和盐基饱和度降低,阳离子交换量增加.在土壤剖面上,有机质、全N等指标表现出A＞B＞C层的趋势.灰色关联度分析表明,随着演替的进行,土壤肥力提高,物种丰富度和郁闭度也相应增加.不同群落土壤理化性质在不同季节有显著差异,但这种差异并不影响植物与土壤在大时间尺度下的演变方向.土壤理化性质的动态变化与植物演替相适应.     

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.     

黑龙江林口林业局森林景观格局特征

以黑龙江林口林业局1∶50000林相图作为基本信息源,利用地理信息系统软件ArcView和景观结构分析软件Fragstats,从景观格局的总体特征、景观破碎度、景观形状指数、分形维数和平均最近距离等方面,对该林业局的景观格局进行了分析.结果表明:该林业局以森林景观为主体(56.74%),居民点和农田景观也占有较高比例,而沼泽、灌木、荒山荒地、河流、迹地和裸地等景观零星分布于森林景观中;该林业局的森林景观主要以人工针叶纯林(40.47%)和天然蒙古栎林(20.96%)为主,斑块分布集中、形状复杂、边缘褶皱度高.人工林与天然林的面积基本相等,但破碎度较大、斑块形状相对简单、斑块分布较集中,软阔叶林及硬阔叶林斑块分别占11.89%和7.38%.研究表明,该林业局的森林景观受人为干扰程度过大,景观结构不合理,要实现林业的可持续发展,必须对景观斑块结构进行调整.     

沈阳城市森林绿量测算

借助ARC/GIS地理信息系统,以“平面量推算平面量”的方法,测算了沈阳市城市森林的绿量.结果表明:沈阳市城市森林不同类型单位面积绿量以风景游憩林最高,为3·86m2·m-2;生态公益林最低,为2·27m2·m-2;城市森林分布区单位面积绿量为2·99m2·m-2;城区单位面积绿量为0·25m2·m-2.沈阳城市森林总体绿量约为1·13×108m2·其中,附属林为4·15×107m2,占36·64%;生态公益林2·72×107m2,占23·99%;风景游憩林2·20×107m2,占19·38%;道路林1·84×107m2,占16·20%;生产经营林0·43×107m2,占3·79%.经检验,平面量推算平面量方法测算精度达到91·81%(α=0·05).     

庐山森林景观格局变化的长期动态模拟

在以植被格局为基础的森林景观动态分析中,可通过森林演替推断景观格局的动态变化以及相应的景观生态过程。运用空间直观景观模型LANDIS,以庐山风景区为案例地,模拟森林植被在未来300 a的自然演替动态,在此基础上选取斑块面积比、聚集度、分维数、多样性指数和均匀度指数等景观格局指数,分析森林景观格局随森林演替的动态变化。结果表明：（1）阔叶林树种的绝对优势地位保证其斑块面积比呈现持续增长的稳定趋势,森林植被将朝着地带性常绿阔叶林方向演替;（2）景观聚集度特征方面,阔叶林树种在前150 a缓慢增长,而后150 a保持相对稳定,杉木林一直保持平稳,毛竹林在整个模拟阶段一直在不断下降直至演替结束;（3）各优势树种植被斑块的分维数都保持在1-1.1之间,说明各景观斑块的边缘相对较规则且变化较小;（4）景观多样性指数呈现出先上升后缓慢下降的趋势,而均匀度指数则呈现出先下降后上升再缓慢下降的变化态势。景观格局指数的变化特征与植被向顶极群落演替的趋势相吻合,该模拟结果可运用到庐山森林景观的管理实践中。从长远来看,应该继续实行严格的封山育林政策。     

合肥市区城市森林景观格局分析

运用3S技术在分析合肥景观特点的基础上,研究了合肥市区17．6km^2范围内的城市森林景观特点及与其它景观单元间关系。结果表明,主要景观要素分为建筑与硬质铺装表面、城市森林斑块、一般绿地、道路、水面五大类景观背景为建筑及铺装表面,占总面积的73．13％;道路为典型的廊道景观,约占6．89％;研究区城市森林斑块共408块,计161．16hm^2,占总面积的9．8％,平均面积0．396hm^2、最大面积12hm^2,斑块形状复杂、近圆度小,其中48％的班块属于面积<500m^2的小班块,>1hm^2的城市森林班块只占8．6％;水面斑块147块,计149．93hm^2,占总面积的8．54％,平均面积1．02hm^2,最大面积16hm^2;一般绿地斑块255块,计39．74hm^2,占2．26％,最大面积3．86hm^2,平均面积0．1558hm^2．Shanlnon-Weiner景观多样性指数和均匀度均偏低,分别为0．9284和0．5768。另外,城市森林与一般绿地两类景观要素的总优势度达0．39,由于这两类景观斑块的尺度变化范围大,比较破碎,小尺度的斑块所占比例高,又主要集中在西区,分布不均匀,故对环境的影响作用受到限制,文中引用自然森林的内部生境概念,确定合肥城市森林斑块出现内部环境的l临界面积为9800m^2,研究区拥有城市森林的内部生境总面积为31．69hm^2,仅为城市森林面积的19．7％,不利于对物种提供更多的生境,提出应用内部生境的大小来划分城市森林斑块,建立城市森林小班块-中斑块-大斑块-特大斑块的尺度等级体系,据此提出,研究区各尺度的城市森林斑块面积比为2：2：2：3。同时提出合肥东北部应增加城市森林面积,尽可能建设1．5～3．0hm^2的片状城市森林。     

植物病原菌在森林动态中的作用

植物病原菌作为森林生态系统的重要组成成分及调控因子之一,在森林动态中扮演着重要的角色。植物病原菌通过侵染过程导致寄主植物的幼苗及成熟个体死亡、成熟个体的种子量降低或不实,或造成植物个体或群落中不同物种不同程度的病害,影响它们之间的营养竞争,从而导致群落结构、物种及个体数量的变化。感染散布前、后的种子和土壤种子库中的种子,以及由种子萌发产生的幼苗,它们的存活率降低,进而影响森林中的种子散布、幼苗更新与增补格局。在天然林中,先锋树种比顶极树种对病原菌更敏感,群落演替的早期阶段对病原菌比较敏感。植物病原菌主要通过密度依赖机制造成森林树种不同的死亡格局,从而参与森林的动态过程。     

海南石梅湾青皮林最小取样面积与物种多样性研究

石梅湾海岸青皮(Vatica hainanensis)林是海南独特的雨林群落之一。本文选用8种“种-面积渐近线”对该群落的最小取样面积进行了拟合研究。结果表明,其中5条曲线的R^2大于0．97,拟合状况很好,但所得出的最小取样面积各不相同。进一步经过“重要值-面积曲线”的群落特征分析,确认群落的最小取样面积只有800m^2。石梅湾青皮林最小取样面积比海南其他类型雨林、滇南热带雨林、东南亚热带雨林以及非洲雨林都要小。通过对1000m^2样地的物种多样性分析,结果表明：在垂直结构上,石梅湾青皮林B层乔木的Gleason指数大于A层乔木,和海南山地雨林的情况不同。海岸青皮林为物种多样性不高的单优林,群落的物种多样性、均匀度远小于海南其他类型的山地雨林与混合青皮林;在海岸青皮林群落内,青皮的相对密度、相对优势度、重要值大大高于其他物种。此研究表明：海南热带雨林同样存在物种多样性不高、单优特征显著的顶极群落;海南海岸青皮林是迄今为止热带雨林取样面积最小的森林类型。     

An indicator of forest dynamics using a shifting landscape mosaic

The composition of a landscape is a fundamental indicator in land-cover pattern assessments. The objective of this paper was to evaluate a landscape composition indicator called ‘landscape mosaic’ as a framework for interpreting land-cover dynamics over a 9-year period in a 360,000 km² study area in the southern United States. The indicator classified a land parcel into one of 19 possible landscape mosaic classes according to the proportions of natural, developed, and agriculture land-cover types in a surrounding 4.41-ha neighborhood. Using land-cover maps from remote sensing, the landscape mosaics were calculated for each 0.09-ha pixel in the study area in 1996 and 2005. Mosaic transition matrices estimated from the pixel change data were then used to develop two Markov chain models. A “landscape mosaic” model was a temporal model of the shifting landscape mosaic, based on the probability of landscape mosaic change for all pixels. A “forest security” model was the same, except that the Markov states were defined by both the landscape mosaic and the land-cover of each pixel, which allowed interpreting forest land-cover dynamics in the context of a shifting landscape mosaic. In the forest security model, the overall percentage of forest decreased from 33% in 2005 to 17% at steady-state, and there was little change in the relative distribution of existing forest area among landscape mosaic classes. In contrast, the landscape mosaic steady-state was reached later, and indicated that a maximum of 10% of total area was available for forest. The implication was that forest security depended ultimately on the dynamics of the landscape mosaics that contained forest, not on forest dynamics within those landscape mosaics.