长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性

以长白山阔叶红松林25hm2样地调查数据为基础,采用点格局分析方法O-ring统计,分析了红松与紫椴两个优势树种在主林层、次林层和林下层的空间分布格局,以及各林层之间的种内和种间关联性.结果表明:在小尺度上,红松和紫椴总体上呈聚集性分布,但不同林层的分布格局各异.物种在较低的林层呈明显的聚集分布,而在较高的林层则呈随机或规则分布,聚集度随林层的增高而降低.主林层与次林层红松在<11m的尺度内呈明显的正相关.主林层与次林层、林下层紫椴之间呈负相关.红松和紫椴在整体上表现为正相关,但不同林层间的关联性各异.主林层红松与3个林层紫椴之间没有明显的关联性;次林层红松与次林层紫椴在>4m的尺度上呈负相关,而与林下层紫椴没有明显的关联性;主林层紫椴与次林层红松在0~100m尺度内都表现为显著正相关.     

城市绿地空间格局及其环境效应——以宜昌市中心城区为例

城市绿地在改善城市环境及维护城市生态系统平衡中起着极为重要的作用 ,而当绿地覆盖率小于 4 0 %时 ,绿地整体生态效益的发挥主要取决于绿地的内部结构和空间布局 ,但迄今为止缺乏绿地景观分布格局与环境效应关系的研究报道。本研究应用景观生态学原理 ,分析了湖北省宜昌市中心城区斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种景观结构及其绿地分布格局 ,选取了气温、相对湿度、环境噪声和大气 SO2 、NOx、TSP含量等环境监测指标 ,观测了不同绿地景观格局下的环境效应 ,并对比分析了绿地分布格局指标与综合环境效应间的关系 ,以便提出城市绿地系统布局合理性指标 ,为城市绿地系统的景观结构优化提供依据。研究结果表明 ,斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种不同景观在斑块总面积、建筑斑块面积和无绿化道路面积等景观总体格局上较均衡 ,但由于其绿化覆盖率及绿地景观分布格局差异较大 ,致使其环境效益也表现出明显的差异。其中 ,对照格局景观的绿地斑块总面积最小 ,绿地破碎化指数最高 ,绿化覆盖率仅为 1.0 0 % ,以建筑铺装斑块和无绿化道路廊道为主要景观构成。因此 ,对照格局景观的环境气温较高、空气相对湿度低、环境噪声较大、大气 TSP含量高 ,景观环境恶劣。斑优格局景观主要表现为绿     

深圳市大气污染时空分布及其与景观格局的关系

气溶胶和臭氧是我国大部分地区的两种主要大气污染物,对城市生态环境和人类身体健康影响严重。以深圳市为研究区,利用大气监测站点提供的监测数据和普通kriging空间插值法,从年、季、月尺度上开展近5年（2015-2019）深圳全市PM_2.5和臭氧的时空分布研究,通过皮尔逊分析和显著性检验从月尺度上分析土地覆盖类型及其景观格局对大气污染的影响。结果表明：（1）近5年内深圳市PM_2.5浓度总体呈现下降趋势,臭氧浓度则先降后升,二者季节性和月度差异显著。（2）PM_2.5和臭氧在年、季、月尺度上空间差异明显,全市PM_2.5浓度整体为西北高、东南低;臭氧浓度西北、东南较高,其余区域相对较低。（3）植被占比的增多对PM_2.5浓度有明显的抑制和调控作用,植被斑块间距离越近,对PM_2.5浓度的调控作用越明显;水体占比的增高会导致臭氧浓度增高和变化幅度增大。研究结果可为城市大气污染防治和景观格局规划管理提供参考。     

上杭县城区公园绿地景观格局动态分析

以上杭县为例,对县城城区公园绿地景观格局演变进行研究.在ArcGIS和Fragstats景观指数分析软件的支持下,选取了破碎度、连接度、均匀度、聚集度、景观多样性和分维数等指数对上杭县城城区2009、2013和2018年公园绿地景观格局的动态变化进行了分析.结果表明:(1)2009—2018年,上杭县城区公园绿地总面积...     

武钢工业区绿地景观格局分析及综合评价

城市绿地作为工业区生态系统中主要的自然成分和初级生产者,在改善环境质量、调节生态平衡、维持生态安全上具有不可替代的作用。近年来,城市绿地景观生态研究虽然得到普遍关注,但现有的研究多倾向于一般空间格局分析,针对不同功能区的绿地景观生态综合比较评价研究却少见报道。以武钢工业区为例,选用IKONOS为主要信息源,结合外业调查,建立工业区绿地地理信息系统,以景观生态学理论为指导,从物种丰富度、群落结构、绿地类型斑块特征、景观异质性等方面进行了武钢工业区绿地景观生态学分析,并运用主成分分析法,对不同功能区绿地景观生态学作了综合评价,为区域景观生态综合评价提供一定的参考。研究结果表明：工业区中普遍运用的是抗性较强的树种,种类较丰富,其中物种数量为7～8的斑块出现频率及面积均最高。武钢绿化覆盖率为30．58％,绿地破碎,主要由中小型绿地斑块组成,附属绿地是工业区绿化主体。公园绿地物种搭配最为丰富,绿化质量较高,其它绿地空间呈团聚状态分布,防护绿地形态格局比较简单,生产绿地分离度最大(0．718)。不同区域绿地景观格局表现差异显着,生活区绿地斑块规模普遍较大,绿化覆盖率高(43．27％),景观多样性高(3．39);主厂区绿地破碎度为1．3246,物种丰富度低(0．8941);工业港绿地物种丰富多样(1．1765),各景观格局指数居中。通过主成分分析,利用主成分与贡献率乘积的累积值,对不同区域绿地进行景观生态学综合评价,将评价指标综合为景观格局及物种多样性2项指标,由于主厂区绿地破碎,覆盖率低,分布不合理,物种单一,生活区普遍较好,最后得出生活区绿地景观生态最优,工业港次之,主厂区最差。该方法为绿地景观生态评价指标选择提供了一定的参考价值,为工业区绿地系统的景观结构优化提供依据。     

沈阳城区绿地生态系统景观结构与异质性分析

对沈阳城区绿地生态系统景观结构和异质性进行了分析。结果表明,沈阳城区绿地景观斑块以街头绿地斑块最多,占城区绿地块数的50％以上,但绿地面积只占4．45％,斑块大小以防护绿地和公园绿地斑块平均值最大,分别为66．97hm^2和59．21hm^2。而街头绿地和游园绿地斑块平均值最小,为0．71hm^2和0．38hm^2。景观多样性指数以街头绿地最高,而公园绿地最低,在沈阳城区的7个区中不同绿地类型中的优势度和均匀度都比较小,但斑块绿地优势度高于廊道绿地的10倍多,绿地分布不均衡,应增加绿地斑块数量,均匀配置公共绿地(公园绿地、道路绿地),增加绿色廊道,建立城区与城郊自然生态系统绿色通道和充分发挥沈阳城区3条人工运河带状绿地美化环境、泄洪排涝和调节气候功能作用。     

生态型厂区绿地景观格局及其优化配置

合理的绿地景观格局和群落配置是城市绿地系统发挥其生态效应的基础,也是城市绿地系统规划、设计需要考虑的重要方面,对生态型工业(厂)区的绿地系统则尤为重要.本文在遥感影像和地理信息系统的支持下,对宝钢厂区12个功能区的绿地景观格局和群落配置进行分析.结果表明:宝钢厂区的绿地以乔-灌、乔-灌-草和灌-草3种复合配置类型为优势景观类型,但部分功能区的绿地景观破碎化程度较高,隔离距离较大,影响其生态效益的发挥.针对上述问题,提出增加绿地斑块面积、设置绿地景观廊道增加景观的连接度、改进单一群落配置为复合配置、增加群落乡土树种比例以及提高三维绿量的景观格局优化措施.     

上海市城市绿地景观空间格局研究

以上海市为研究区域,以遥感与地理信息系统为技术手段,基于2003年航空影像,分别按照景观类型和斑块大小两方面对城市绿地景观进行了类型划分,建立了城市绿地景观空间数据库;并将研究区域划分为8个空间单元,运用景观生态学以及空间分析方法,分别从斑块水平、类型水平、景观镶嵌结构等方面研究了上海市城市绿地景观格局的总体布局特征;选择斑块数量、斑块面积标准差、面积均值、周长均值、分维数等若干景观生态学指数来研究城市绿地景观镶嵌结构的数量特征,探讨了城市绿地景观在城市扩展与城市景观格局演变过程中所呈现的时空规律,旨在为城市规划与发展提供决策依据。     

农业景观步甲多样性时间格局及其与景观结构的关系

于2009年5-9月在北京密云县采用陷阱法对玉米地、花生地、果园和林地4种生境中步甲群落进行取样,并采用逐步线性回归分析了景观中优势生境类型——玉米地中步甲群落及其捕食性步甲功能群多样性的季节分布,及其与周围100、250和500 m半径范围内景观格局指数的关系.结果表明:不同生境下,8月步甲群落、捕食性步甲类群的个体数和物种数均达到最大;5月玉米地中步甲群落的物种数与取样点100 m半径范围内的景观连接度呈正相关,8月步甲群落个体数和500 m半径范围内的景观连接度呈负相关;5月玉米地中捕食性步甲群落不论是个体数还是物种数均与取样点100 m半径范围内景观连接度呈正相关,而8月捕食性步甲的物种数则与100 m尺度范围内的半自然生境的类型数呈负相关.可见,景观连接度、半自然生境的类型数对步甲及其中捕食性步甲群落动态的关键季节的多样性状况有显著影响,合理规划农田半自然用地类型组成、增加景观连接度可促进步甲群落多样性保护及其害虫生物控制功能的发挥.     

闽南三市绿地景观格局与地表温度的空间关系

深入探索绿地景观格局对热环境的影响机制,对于改善城市生态环境具有重要意义。基于厦门、漳州、泉州三市的Landsat遥感数据,应用景观生态学与空间自相关理论,探讨了绿地景观与地表温度的空间分布特征,并用双变量空间自相关与空间自回归模型分析两者之间的空间关系。结果表明:闽南三市绿地与地表温度均具有显著的空间自相关性;内陆的高海拔地区,绿地分布密集,地表温度较低,而城区、乡镇及大片的耕地,绿地分布较少,地表温度较高;漳州、泉州绿地景观格局对地表温度的影响更显著,厦门最弱;绿地的景观类型比例、最大斑块指数、聚集度指数、平均斑块面积与地表温度呈负相关,斑块密度与地表温度呈正相关;边缘密度、平均形状指数与地表温度的关系存在不确定性;空间滞后模型与空间误差模型能更好地解释绿地景观格局与地表温度的空间关系。     

城市非点源污染控制的景观生态学途径

城市非点源污染是伴随城市快速发展而出现的新问题.城市土地利用的特殊性、不透水层面积的增加,使城市非点源污染不同于农业非点源污染,而控制难度更大.治理城市非点源污染的常用方法是最佳管理措施(BestManagementPractices,BMPs),主要采取一些局部修复措施在地表径流迁移过程中控制污染物.但城市土地利用格局的改变对非点源污染的影响十分显著,结合局部的BMPs和区域的景观规划是控制城市非点源污染的一个理想途径.城市非点源污染控制的景观生态学途径首先需要了解城市景观格局对非点源污染源、污染物迁移过程和受纳水体的影响,明确非点源污染与景观格局的关系,判定造成非点源污染的主要原因和关键环节.在此基础上,根据城市非点源污染控制要求,针对性地重新组合原有景观格局或引入新的景观要素以构建新的景观格局,并将BMPs融入规划之中,将景观规划与管理有机结合,增强城市景观异质性,实现对城市非点源污染的有效控制.     

Characterizing spatiotemporal patterns of air pollution in China: A multiscale landscape approach

China’s tremendous economic growth in the past three decades has resulted in a number of environmental problems, including the deterioration of air quality. In particular, fine particulate matter (PM) has received increasing attention from scientists, governmental agencies, and the public due to its adverse impacts on human health. Monitoring the spatiotemporal patterns of air pollution is important for understanding its transport mechanisms and making effective environmental policies. The main goal of this study, therefore, was to quantify the spatial patterns and movement of air pollution in China at annual, daily, and hourly scales, so that the underlying drivers could be better understood. We used remote sensing data and landscape metrics together to capture spatiotemporal signatures of air pollution. Our results show that, at the annual scale, PM_2.5 concentrations in China increased gradually from 1999 to 2011, with the highest concentrations occurring in the North China Plain as well as the middle and lower reaches of the Yangtze River Basin. The total population affected by air pollution was about 975 million in 2010 (about 70% of China’s population). Our more detailed analysis on daily and hourly scale further revealed that a heavy air pollution event occurred, expanded, aggregated, and finally dissipated over Northern China during Oct. 6–12, 2014, suggesting that the Beijing-Tianjin-Hebei region a center of severe pollution. Crop stalks burning in agricultural areas in this region seemed to be one of the leading drivers, along with coal burning and transportation emissions. Our study demonstrates that spatial pattern analysis with landscape metrics is effective for analyzing source-sink dynamics of air pollution and its potential drivers. Our findings of major source areas and movement trajectories should be useful for making air pollution control policies to improve China’s air quality.     

Effect of an urban park on air temperature differences in a central business district area

Urban open spaces such as parks can act as urban cool islands. For example, in Seoul, Korea, the many Lee Dynasty royal palaces and tombs act as urban cool islands that reduce the temperature of the park compared with the surrounding urban areas. In order to determine the effect of air temperature differences because of the urban royal tomb park, Seolleung Royal Tomb Park (SPK) and the nearby Seolleung subway station (SLS), air temperatures were recorded at 10 min intervals from November 9th, 2007 to November 8th, 2008. The data were analyzed and examined to illustrate air temperature-reducing effects during the day and over the year. Results of the investigation show that the average air temperature differences due to SPK in the nearby SLS was 1.76°C, and the maximum air temperature-reducing effects due to SPK occur in September, not during the winter. The air temperature-reducing effect due to SPK decreases rapidly from the park boundary, because of the urban morphology and land use.     

武钢厂区景观结构与绿地空间布局研究

应用景观生态学原理对武钢厂区景观结构及结地景观的空间布局进行了调查分析,结果表明,构成武钢厂区景观结构的主体是以建筑铺装玻璃块,工业预留地斑块,公路和铁路廊道组成的人工景观要求,其面积占景观总面积的74．37％,班块优势率达57．70％,其中,建筑铺装斑块面积比率最高（56．43％）,优势度最大（35．59％）,专用绿地斑块破碎化指数高（5．0591ind.hm^-2),分布范围广,道路廊道密度大（13．7772km.km^-2),且公路比铁路对景观的影响更大,既体现了工业区景观结构的基本特征,也反映了武钢厂区趋于合理的景观格局,在绿地景观中,道路绿带斑块数目多,面积比率高（66．07％）,优势度最大（75．31％）,以乔木树种为主体的防护林斑块平均面积大（8454．45m2),环境效益高,观赏绿地斑块植物种类丰富,景观效果好,以道路绿带为骨架,成片防护林和观赏绿地为中心,将各分厂绿地接成四大绿化区域的武钢厂区绿地系统已初步形成,但厂区荒草地斑块优势度偏高,防护林面积较小,道路绿带仍不完整,应进一步重视厂区废弃地开发和绿地系统建设。     

Biomagnetic monitoring of urban air pollution using moss bags (Sphagnum girgensohnii)

Active moss biomonitoring is widely applied in polluted areas for monitoring of airborne particle-bound trace element pollution. This study explored the suitability of the moss Sphagnum girgensohnii for biomagnetic monitoring in cities. To this end S. girgensohnii moss bags were exposed at three different microenvironments characterized by heavy traffic – street canyons, a city tunnel and parking garages during the summer and autumn of 2011 in the city of Belgrade. The ferro(i)magnetic PM fraction in the moss samples was quantified by Saturated Isothermal Remanent Magnetization (SIRM) and the measured values were compared with the trace element concentration in the moss samples. SIRM values were significantly different across the considered urban microenvironments. Moreover, a high correlation between moss SIRM values and concentrations of Al, Ba, Co, Cr, Cu, Fe, Ni and Pb was found. These results demonstrate that moss bags can be effectively applied for biomagnetic monitoring of the spatio-temporal distribution of road traffic and vehicles derived pollutants in urban areas.     

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。     

城市绿地生态系统多角度高光谱光化学反射植被指数与光能利用率的关系

光能利用率(LUE)是陆地生态系统总初级生产力(GPP)估算的一个重要参数。LUE的准确估算对于在区域甚至全球尺度上使用LUE模型估算GPP是非常重要的。一个基于通量塔的观测视场与通量观测足迹在时空上相匹配的自动多角度遥感平台为LUE在站点尺度上的准确估算提供了一个好方法。该文基于通量塔涡度相关(EC)和自动多角度高光谱连续观测获取的连续30 min的数据, 在站点空间尺度和0.5 h与日时间尺度上, 探讨了城市绿地生态系统秋季光化学反射植被指数(PRI)与LUE之间的关系。研究发现, 反映植被叶面积和色素变化的植被绿度指数在秋季呈现逐渐下降的趋势, 表征了植被冠层的状态与结构变化, 叶片从绿色逐渐变黄凋落, 植被冠层叶片的叶绿素逐渐减少, 裸露的枝干增多; 用空气温度和代表物候过程的绝对绿度指数(2G_RB)做线性回归分析, 得到回归系数(R²)为0.60 (p < 0.001)。说明在城市绿地生态系统中, 空气温度是决定植被物候过程的主要驱动因素, 随着植被物候变化, 叶片的凋落导致的裸露土壤的增多以及随时间变化的色素含量和其比例的变化将影响PRI和LUE的关系; 采用植被生长模型(logistic曲线), 拟合时间与2G_RB, 得到曲率变化最快的点, 确定为秋季植被落叶期的初日, 即第290天。在0.5 h和日时间尺度上, PRI都可以捕捉LUE的变化。但是日尺度上不同物候期, PRI和LUE的关系发生了急剧的变化。在秋季植被正常生长期, PRI和LUE之间的关系最密切(R² = 0.70, p < 0.001)。当土壤温度大于15 ℃、光合有效辐射(PAR)大于300 μmol·m^-2·s^-1以及饱和水汽压差(VPD)大于700 Pa的情况下, PRI能够更好地预测LUE。基于通 量塔尺度上时空尺度相匹配, 利用半经验的核驱动二向反射分布函数模型得到的高光谱PRI和通量观测得到的LUE在不同环境条件下的关系以及考虑到在植被的不同物候期对PRI和LUE的关系的优化, 将会更加准确地估算城市绿地生态系统的LUE。     

景观生态学在大气污染研究中的应用

快速城市化和工业化进程造成了一系列大气污染问题,亟需在宏观尺度上解析大气污染时空分布规律。景观生态学关注格局与过程耦合,景观"源汇"理论可对应解析大气污染物的源与汇效应,将景观生态学的理论与方法引入大气污染研究中已成为解决当前区域发展与大气污染权衡的有效途径。从景观生态学视角辨识了景观与大气污染物的源汇关系,系统梳理了景观格局与大气污染的定量关系,指出当前景观格局指标仍需进一步完善以表征大气污染时空分布特征,而高质量大气污染物时空数据的缺乏是限制景观格局与大气污染过程耦合分析的重要因素,拓展应用景观"源汇"理论,定量解析景观格局对大气污染的源汇效应,同时进一步研发遥感反演技术,实现大气污染物分布格局的精细刻画,将为区域景观规划提供重要支撑。强化大气污染研究中的景观生态学分析途径,将有助于深化景观生态学格局与过程耦合研究体系,也将为景观可持续管理提供有力的科学支撑。     

Systematic landscape restoration in the rural–urban fringe: meeting conservation planning and policy goals

Many landscapes that straddle the rural/urban divide suffer from low levels of species diversity following extensive clearing and fragmentation of native vegetation communities and conversion of land to agriculture. Further pressures are placed on remnant vegetation by encroaching urban expansion. These landscapes now exhibit a mosaic of small, patchy vegetation remnants that are under considerable pressure from housing and light-industrial development. Furthermore, agriculture in these landscapes tends to be of high economic value from uses such as intensive horticulture. Concerted and well-planned efforts are needed to balance the many conflicts of interest and competing demands for land with the need to restore landscapes for the protection of biodiversity. There has been a recent move in Australia toward regional biodiversity planning and goal setting, however specific detail on how to plan for achieving targets in complex landscapes is lacking. This paper applies a systematic landscape restoration model to a mixed-use, peri-urban landscape on the northern fringes of Adelaide, South Australia. The region contains fragments of remnant vegetation amongst a mosaic of high-value horticulture, light industry and urban development. Models produce maximally efficient solutions that meet comprehensive, adequate and representative conservation targets. Further constraints are added to the model to take into account the value of agricultural output, the biodiversity value of remnants, and property size and tenure. The effects on solution efficiencies as the number of constraints increase are investigated. This paper demonstrates the flexibility found in applying a systematic landscape restoration methodology. The process we present can be transferred to any rural–urban fringe region.