基于遥感和GIS的城乡交错带景观演变研究——以上海西南地区为例

以上海西南城乡交错带1984、1989和1994年3个时相的航空遥感图像为主要信息源,在ARCIINFO地理信息系统软件的支持下,建立上海西南城乡交错带景观数据库。将城乡交错带划分出5个一级景观类型,12个二级景观类型。运用景观格局分析指数对1984—1994年上海西南城乡交错带的景观格局特征及其动态进行研究。通过分析,可以看到1984—1989年和1989—1994年两个时期各种景观的结构变化特征都有明显的差异。城乡交错带作为城市化发展的一个过程,区域发展常常受政策性因素的作用较大,不合理的景观格局常常是城市生态问题产生的症结所在。虽然景观类型个体受人为控制较强,但整体却由于缺乏协调而导致一定程度的无序性,这将造成今后景观结构调整和生态建设的难点。因此今后有必要确立城乡交错带在城市发展中的地位和作用,建立合理的景观结构,注重保护开敞空间,确立城市自然生态系统发展体系,提高区域生态功能。     

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。     

河北北部和内蒙古东部森林-草原交错带森林景观格局初步研究

河北北部、内蒙古东部森林 草原交错带的森林景观主要有白桦林、山杨林、云杉林、蒙古栎林和榆树疏林。森林斑块的数量在森林 草原交错带的森林草甸区最多 ,其次是森林带 ,再次是森林 草原交错带的草甸草原区 ,草原带没有森林斑块。从森林带到森林 草原交错带 ,森林斑块变小、森林景观破碎化程度提高。森林 草原交错带森林景观的形成是气候变化和现代气候、地形、火灾和人为活动综合作用的结果     

内蒙古大兴安岭林草交错带景观动态分析

为加强对林草交错带生态系统的科学管理,进一步促林草资源保护与合理利用,迫切需要摸清交错带景观本底并分析其时空动态演化趋势。以大兴安岭林草交错带为研究对象,选取2000、2010年Landsat 5 TM影像和2018年Landsat 8 OLI影像,利用面向对象的决策树分类算法建立3期土地利用数据集,据此分析土地利用动态变化与景观格局演变特征,然后利用状态转换模拟模型STSM模拟研究区2025年的土地利用数据。结果表明：（1）2010年林地、草地、耕地、湿地、人工表面、盐碱地及荒漠和过火区面积占比分别为46.93%、31.66%、5.02%、13.73%、1.08%、1.55%和0.04%;2018年分别为46.89%、31.69%、4.99%、13.72%、1.15%、1.54%和0.02%。（2）景观尺度上,2010-2018年间林地面积减少43.55 km²,破碎化程度加剧、景观完整性降低、景观构成愈发复杂;草地面积增加38.11 km²,其景观完整性升高。（3）在现行趋势下,预测2025年研究区林地、草地、人工表面和过火区面积分别增加92.27、183.21、66.2 km²和10.25 km²;耕地、湿地和盐碱地及荒漠面积分别减少184.2、2.89 km²和164.84 km²。林火频发是导致研究区林地面积减少的主因,模拟的过火区面积增加提醒森林管理部门要严控林区用火风险并增强火灾扑救能力建设。后期"天然林保护"工程和"退牧还草"政策的实施是生态环境改善的主因。在制定区域发展战略时,需要充分平衡农业生产与城市扩张之间的竞争性,满足区域耕地红线的基本要求。     

上海市城乡梯度景观格局分析

利用 2 0 0 0年的土地利用数据 ,在 GIS的支持下 ,结合景观格局指数和梯度分析方法 ,研究了上海市景观结构及其在城市化梯度上的空间特征。结果表明 ,上海市的景观结构中 ,农田为优势景观 ,占整个景观比例的 6 0 %左右 ,而反映城市化的工业、居住和基础设施景观则占 2 2 % ,表明上海的城市化程度已经很高 ;郊区居住用地比例过大 (12 .6 9% ) ,城乡交错带居住区与工业区的高度混合显示上海市的景观结构需要优化 ,以提高土地利用率。样带上类型水平的景观格局指数分析表明各种景观类型表现出独特的空间特征 ,明显反映了城市化的梯度和前沿 ;而景观水平的格局分析则表明城市化导致景观的破碎化程度增大 ,景观异质性增高 ;景观格局指数曲线在城市化梯度上呈双峰型 ,是上海中心城区和浦东新区城市化区域的具体表现。研究结果表明景观格局指数和梯度分析相结合 ,是检测城市化和城市形态的有力工具。     

采砂活动影响下鄱阳湖水陆交错带形态及景观格局变化

自长江干流限制无序采砂后,大量采砂船涌入鄱阳湖区作业导致水陆交错带形态与景观均发生明显的改变,人类活动深刻影响着鄱阳湖水陆交错带的稳定性。基于Landsat TM/OLI遥感影像数据,定量测算采砂活动对鄱阳湖水陆交错带形态和景观格局产生的影响,结果表明：(1)草滩与滩涂之间转化最为频繁,水域面积缩小,水陆交错带范围扩大;(2)东岸线和西岸线呈侵蚀状态,湖心岸线快速收缩;(3)鄱阳湖水陆交错带形状逐渐变得简单,而入江通道形状复杂化程度提高,其几何形态不规则化;(4)景观类型层次上,滩涂的破碎度最大,形状最为复杂,农田的破碎度和形状复杂程度最小,集聚性最强,草滩的连通性最好,沙地的景观指数幅度变化最大;(5)鄱阳湖水陆交错带破碎化程度逐渐降低,景观形状越来越复杂,景观多样性减少,整体连通性和集聚性增强;(6)采砂规模与鄱阳湖水陆交错带的形态指数呈负相关,与景观形状指数和入江通道的形态指数呈正相关,其均通过显著检验。     

基于景观结构的城乡交错带生态风险分析

以长春市净月开发区为例,基于2005年SPOT 5卫星遥感影像获取的土地利用信息,根据景观结构和土地利用特征,构造综合性生态风险指数;利用空间分析方法对生态风险指数进行空间化,并对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值分析,研究生态风险空间分布特征和形成机理.结果表明:研究区生态风险的空间分布表现出明显的区域不均匀性,形成了中间低、四周高的空间分布特征;通过与DEM数据叠加分析,表明生态风险指数与研究区的高程有一定的相关性,高程越低,生态风险强度越高,300 m以下区域中,高风险区域约占整个研究区高生态风险总面积的96%;生态风险的高值区主要位于研究区的西侧,长双公路与长伊公路之间,该区域地势较低,经济较为活跃,是开发区建设的重点区域,也是急需采取保护性措施的重点区域.     

城乡交错带的生态控制论分析──天津实例研究

本文应用人类生态学原理和复合生态系统理论,选择城市系统和乡村系统的交错过渡地域－城乡交错带为研究对象,对城乡交错带的概念内涵作了生态学分析。借助生态控制论原理和灵敏度模型方法,以天津城乡交错带为实例,探讨了一个具有典型社会、经济、自然复合生态边缘效应特征的人类生态系统的重庆控制论行为与机制。     

二龙山水库流域景观格局研究

运用地理信息系统（GIS）技术强大的信息管理。空间数据处理分析功能,采用松散耦合式GIS建模方式,以区域景观生态系统的研究对象,以景观格局进行定量定位研究来探讨和揭示景观格局和景观生态过程之间的关系。人类活动对凡观格局过程和变化的影响。     

高精度遥感影像下农牧交错带小流域景观特征的粒度效应

在GIS和RS技术支持下,以农牧交错带六道沟小流域2010年的WV-1高精度遥感影像为基础,编制了小流域景观类型图,选取经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨了农牧交错带小流域景观格局指数随粒度变化的基本规律,并分析了各景观格局指数间的相关性。结果表明：在1-50 m粒度范围内,农牧交错带六道沟小流域景观格局指数的“临界粒度”现象明显,总体而言,在0.5 m分辨率下六道沟小流域的景观格局指数的“临界粒度”为10 m,适宜计算的粒度范围为5-10 m,所以在利用高精度影像对小流域景观进行预测、对比和评价等研究时,需注意粒度的影响并进行一定的粒度转换。农牧交错带小流域景观形态具有分形特征,各类景观斑块的分维数对粒度变化的响应不同,分维数随粒度的增大呈非线性下降趋势,表明景观类型边界趋于简单化。相关性分析一方面定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,另一方面可为后续农牧交错带小流域因“退耕还林（草）”工程引起的景观格局变化研究提供参考。     

上海浦东新区城市化过程景观格局变化分析

利用1994和2000年航空遥感影像资料解译的土地利用与覆盖数据,在GIS支持下,采用景观格局指数和梯度方法分析了上海市浦东新区城市化过程中景观格局的变化.结果表明,随着城市化程度的推进,浦东新区由原来以农业为主的格局逐渐转变成以居民地、公共设施和工厂为主的城市景观格局,农田占地比例由1994年的71.45%下降到2000年的41.32%,居民地、公共设施和工厂总占地由1994年的18.2%上升到2000年的41.9%.整体景观格局的破碎化程度和异质性都有所增加,斑块个数由1994年的4.08个·km^-2上升至2000年28.65个·km^-2,面积平均加权由24.43 km²减少到1.75 km²,聚集度由98.31下降为95.09,多样性和均匀性指数分别由0.4697和0.5284增至0.7509和0.8343.在样带梯度分析中,景观格局指数能检测出城市化梯度及城市化程度不断向郊区递减的趋势,城市化水平较高地区以人工景观为主,表现出斑块个数多且面积小、斑块形状简单和景观多样性高等景观特征.景观格局动态变化分析是了解城市化过程中城市形态、结构及生态过程的基础.     

基于边界特征的景观格局分析

通过边界数量的长度谱分布分析。探讨了边界数量-长度特征与景观和组分碎裂化程度之间的相互关系;基于边界的数量和累积长度计算了景观多样性,均匀度、异质性和空间复杂性,并与基于斑快面积比重的传统格局指数计算结果进行了对比分析。研究表明,研究区内的快速城市化过程导致组分界面特征复杂化,空间分布的圈层结构简化;边界总体的数量谱分布方程系数α对于景观整体碎裂化程度有良好的指示意义,基于边界特征的景观格局指数对于传统的格局分析方法可以形成有益的补充。     

焦作市景观生态规划研究

运用景观生态学原理,借助于地理信息系统技术,根据焦作市实际情况,将其景观构成要素分为耕地、园地、林地、居民点及工矿用地、水域和其它用地6个景观类型,采用景观多样性、景观优势度、景观破碎度和景观分离度等指标进行定量分析,归纳焦作市景观空间格局特征,提出焦作市景观生态规划的方案.焦作市的景观总体布局模式为：市域保留4~5个大型自然植被斑块,市区规划小型绿地斑块,生态廊道将大小绿地斑块联系起来,维持城市生态系统良性循环;适当合并居民点,形成以市区为中心,其外侧有博爱区、沁阳市等7个市、区的组团式城市群,通过快速干道相连,形成相对独立、相互依存、有机联系、协调发展的网络城市格局;城镇斑块镶嵌于以耕地、林地为背景的基质之中,以道路廊道、绿地廊道、水系廊道相连接,有利于保持物种多样性和景观异质性,改善城市生态环境.     

辽宁黄海海岸交错带的景观变化与设计

辽宁黄海海岸交错带的景观近几十来年变化很快,其中许多景观变化是有意识的人类活动或人工管理形成的景观设计可以看作是已经出现或即将出现的景观变化。由于这一区域海岸交错带有不同的海岸带类型,因而也就有了不同的景观设计方案。     

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。     

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.     

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。     

北京市城乡交错区绿地和植物种类的构成与分布

北京城市化过程中,沿着城-乡过渡带绿地类型与植物种类构成正发生着显著变化,认识这种变化对于城市植物多样性保护和城乡绿化一体化建设是十分必要的。本研究在北京市北部城乡交错区沿城-乡梯度设立由5个边长5 km的正方形(样窗1至样窗5)组成的总面积为125 km~2的样带,采用Geo Eye-1高分辨率卫星全色影像,结合实地普查,对样带内的土地利用情况、绿地类型及植物种类构成与分布进行调查分析,结果表明:(1)样带内不透水面指数为42%,绿地率56.08%,水面面积占总面积的1.92%。沿城-乡梯度不透水面指数逐渐减少,绿地率逐渐增加,绿地类型从城市绿地转变为平原农田为主的生产型与防护型绿地,到山区以风景林为主的林地;(2)样带区内共有维管束植物98科313属481种,其中北京本地种75科216属330种,占总数的68.61%;国内引进种37科62属72种,占总数的14.97%,国外引进种32科70属79种,占总数的16.42%;(3)样带各样窗植物属的区系地理成分包含全国全部15个分布区类型,其中北温带分布型是该区的最主要类型,占总属数的23.3%;之后依次是泛热带分布占17.3%、世界分布占14.1%和旧世界温带分布占10.9%,总的热带分布型植物达到31.6%,主要由一部分少种属和绝大多数单种属构成;(4)沿城-乡梯度植物种丰富度顺序为:样窗3样窗2样窗1样窗4样窗5,乡土种所占比例沿城-乡梯度升高,从样窗1的67.08%提高到样窗5的87.76%,除样窗3外,其余样窗中国外引进种的比例均高于国内引进种。