南京市城市化过程中聚落动态的热点分析

利用南京市1988、1998、2003和2006年的Landsat TM遥感影像,采用邻域分析方法,提取1988—2006年间3个时段南京地区聚落占地率变化速率最快的5%区域作为聚落动态的热点,并对其空间分布格局的变化规律进行了研究。结果表明：聚落增长热点和萎缩热点总体上随城市的扩张而外移,其中,增长热点主要发生于建成区边缘外侧6 km以内的区域,而萎缩热点的高发区位于建成区边缘外侧1 km以内,在城乡梯度上二者都随离建成区边缘距离的增加而减少。在不同方向上,热点发生的频度、幅度具显著的差异性,且表现出易受短期城市发展决策的影响,阶段性重点开发地区往往成为聚落变化的热点,并导致热点集中分布区位的阶段性差异。某一时期萎缩热点在空间上集中分布的区位往往是前一时期增长热点集中发生的区位,反映了城市化过程中聚落快速增长后可能伴随着相对较大规模的重组、整合过程。     

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.     

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.     

城镇聚落斑块的异速增长与板块效应——以苏州、无锡、常州地区为例

为在区域水平上揭示城市化过程中聚落的异速增长过程及其规律性,本文以苏州、无锡和常州地区为研究对象,利用1979、1991、2001和2005年4期Landsat遥感影像,应用全局空间自相关Moran'S I指数和局部空间自相关Getis-Ord G_i~*指数对苏锡常地区城镇聚落规模相对增长率的空间自相关特征进行了研究.结果表明:1979-2005年间,研究区城镇聚落快速扩展,其整体规模增加了11.1倍,总体上经历了聚落规模快速增长、缓慢增长和快速增长3个阶段,且与相应时期经济规模的增长节律不同;3个时期城镇聚落斑块的相对增长率在全局上存在极显著的空间正相关关系,表明存在发展趋势相似的聚落相对集中分布的格局;研究区3个时期均存在局部空间自相关关系显著的若干高增长率聚落集中分布区和低增长率聚落集中分布区,形成一定范围内相邻聚落斑块间具一定联动性、相对增长率相对一致的若干板块.不同时期聚落板块的相对规模、空间范围、板块内聚落相对增长率有一定的趋势性变化.期间研究区总体上存在增长重心东移趋势.     

南京城市扩展过程中聚落斑块的行为特征

城市化过程具体表现为聚落斑块在景观上的消涨过程.基于南京地区1988、1998和2003年的Landsat TM影像,将聚落斑块按演变形式分成新生、消亡、延展、收缩、融合、分裂和混合7种变化模式,分析了各类斑块沿城乡梯度带的分布格局.结果表明:1998-2003年研究区聚落斑块的总面积迅速增加,斑块数量、平均斑块面积和最大斑块指数等均保持同步增长趋势,新生型与混合型构成斑块演变的主体,但收缩和消亡斑块的负贡献率也持续上升;各演变类型斑块沿城乡梯度带的空间分布格局在2个时段上不尽相同;1988-1998年,混合型斑块在主城区表现为高密度扩张;1998-2003年则表现为低密度蔓延,主城区外各梯度带则没有明显的阶段性差异,新生斑块的城乡梯度格局在2个时段基本一致,其密度、面积比例在主城区较小,城市边缘区较高,向外则随离主城区距离的增加而递减;延展斑块前一时段在主城区与远郊存在2个高发区,但后一时段远郊的密度与面积比例均显著降低;收缩斑块和消亡斑块的高发区位于主城区及其边缘和远郊;比较各类斑块的城乡梯度格局发现,城市化程度高、速度快的区域,同时也存在相对快速的斑块收缩与消亡过程,主城区与城外各梯度带在扩展模式上存在阶段性差异.     

长春花叶片发育过程中气孔密度和气孔指数的动态变化

对长春花叶片近轴面和远轴面上的气孔密度和气孔指数在不同发育阶段的动态变化进行了研究.结果表明:在各个发育阶段,近轴面上的气孔以叶脉两侧居多,远轴面上的气孔则在整个叶片上均匀分布.将一个枝条上的10对真叶按发育顺序界定为10个发育阶段,即从枝条的顶端到基部,分别将第10、第9、第8……第1节位的叶片定义为第1、第2、第3...     

大花美人蕉花发育过程中气孔密度和气孔指数的动态变化

对大花美人蕉(Canna generalis Bailey)不同发育时期花瓣、苞片和花萼上气孔的分布情况、气孔密度和气孔指数的变化进行了研究。结果表明,花瓣、苞片和花萼上、下表皮均有气孔分布。花瓣、苞片和花萼上表皮的气孔密度和气孔指数均小于下表皮的。随着花的发育,花瓣、苞片和花萼上的气孔密度和气孔指数一般呈现先上升后下降的变化趋势。     

基于核密度估算的路网格局与景观破碎化分析

道路网络的发展是导致区域景观破碎化程度加剧的重要因素,如何定量表征道路网络特征及其破碎化效应是道路生态学的一个关键科学问题。本研究以珠江三角洲核心区为案例,采用核密度估算(KDE)结合道路密度指数方法,探讨了区域路网格局及其对景观破碎化的影响。结果表明:KDE法能有效识别和提取高密度路网热点区域;道路密度指数分析显示,道路密度与景观破碎化之间存在较强的相关性;道路密度与KDE法结合能突破传统基于行政边界计算道路密度的局限,为研究路网特征及其景观破碎化程度提供了一个很好的量化工具。     

人类基因组中加工假基因分布与重组率和基因密度的关系

分析了人类加工假基因在染色体上的分布,发现加工假基因密度与重组率负相关,而与基因密度正相关。加工假基因在低重组区的积累与插入有害模型和异位重组模型相吻合：在插入有害模型下,低重组区的选择强度由于Hill．Robertson干涉而变弱,所以加工假基因较多地插入到低重组区;在异位重组模型下,同源加工假基因家族（包括同源祖先基因）之内可能发生异位重组而对机体造成危害,所以加工假基因在高重组区的插入受到较强的负选择,导致加工假基因较多地分布在低重组区。除以上两种模型以外,加工假基因还可能通过降低重组率的方式对加工假基因密度与重组率的负相关有所贡献。加工假基因偏好分布在基因密区,这可能与异位重组在该区较少发生有关。     

扶桑花展开过程中气孔密度和气孔指数的动态变化

以扶桑花为实验材料, 研究了蕾期(Ⅰ)、花瓣露出(Ⅱ)、花冠微展(Ⅲ)和花冠完全展开(Ⅳ)4 个阶段花冠和花萼等部位的气孔分布特点及其动态变化。结果发现: 花瓣上、下表皮, 萼片的下表皮及花柱上有气孔分布。随着花的展开, 花柱和花萼下表皮的气孔密度和气孔指数呈出先下降后上升的趋势; 花瓣上表皮的气孔密度和气孔指数呈现出逐渐增加的趋势; 而花瓣下表皮的气孔密度和气孔指数则呈现出下降-上升-下降的趋势。     

基于Barista的城市建筑景观动态变化——以沈阳市铁西区为例

基于Barista软件从高分辨率影像提取建筑物3D信息,结合ArcGIS软件,应用转移贡献率、建筑密度、建筑平均高度及建筑面积比例分析了沈阳市铁西区改造过程中建筑景观的动态变化.结果表明： 随着城市改造的进行,空地、居住、工业建筑与道路4种优势景观类型是景观变化的主体,空地、居住、商业建筑和道路面积增加,工业建筑面积减少.建筑密度降低,平均高度升高.建筑景观的区域差异明显,工业区建筑密度高于居住区,建筑平均高度低于居住区.离城市中心距离越远,建筑密度越小,建筑平均高度越低.     

Spatio-temporal assessment of urbanization impacts on ecosystem services: Case study of Nanjing City,China

Rapid urbanization is a global phenomenon that has altered many ecosystems, causing a decline in many ecosystem services, generating ecological risks such as water shortages, air pollution, and soil pollution. Here, we present a conceptual framework quantifying how urbanization influences the ecosystem services in a typical city (Nanjing) of China. Between 2000 and 2010, we separated the city into three urbanization categories (developing urban, developed urban, and rural areas) and quantified the status of six critical ecosystem services (food supply, carbon sequestration, soil water storage, air pollution removal, habitat suitability, and recreation potential). Our results show that urbanization significantly impacted all ecosystem services, with detected changes in ecosystem services being spatially heterogeneous due to urban expansion and population mobility. Developed areas contained greater amounts of green infrastructure, which improved carbon storage and reduced air pollution. In contrast, the rapid expansion of urban and industrial land in developing urban areas led to lower food supply, carbon sequestration, soil water storage, and habitat suitability. The expansion of rural residential areas led to lower soil water storage, carbon sequestration, and food supply, while greater amounts of abandoned cropland resulted in increased carbon sequestration, but decreased food supply in rural areas. Analysis of the interactions between pairs of ecosystem services identified urbanization development problems, including abandoned cropland and the expansion of rural residential land. Lastly, we proposed four key urban planning measures to mitigate the loss of ecosystem services during rapid urbanization. Acquiring quantitative knowledge about how rapid urbanization drives changes to ecosystem changes may help guide sustainable urban planning with respect to ecosystem service use, urban development, and human welfare benefits.     

城市化背景下景观破碎化及连接度动态变化研究——以昆明市为例

城市化不仅改变景观类型和组成,也导致空间形态变化与自然生境连接度的降低,刻画不同城市化过程中人工表面、耕地与自然生境的空间关系对于研究其景观生态效应,尤其是对不同景观之间的相互作用以及结构和功能的变化具有重要意义。以云南省昆明市为研究区,分析了1990—2015年城市扩张导致的破碎化与形态变化对景观连接度的影响。利用城市破碎指数(UFI)刻画景观破碎水平,进一步基于形态学空间格局分析(MSPA)得到耕地和自然生境的七类景观形态要素(核心、岛状斑块、桥接、环岛、孔隙、边缘和支线),选取了3种边缘宽度比较边缘宽度对景观形态的影响差异,然后通过概率连接度指数(PC)和斑块重要值(dPC)评估景观连接度的变化。在4 km×4 km的网格基础上计算平均UFI和dPC,利用三维曲面分析不同变量之间的相关性。结果表明:过去25年间,昆明市人工表面不断扩大,占用大量耕地并导致景观破碎度的增加,速率呈逐年增加的趋势;MSPA结果显示,耕地表现出持续稳定的消减,自然生境景观形态类型前期变化不大,2010年后有较大幅度改变,表现出从稳定、波动到破碎的过程,不同边缘宽度下存在显著差别,边缘宽度越大则连接度变化...     

农业区城市化对植物多样性的影响:遵化的研究

选择河北省遵化市(39°55'～40°22'N,117°34'～118°14'E),调查了城郊和乡村在东南西北4个方向上以及市区的植物多样性,同时考察了不同取样点土壤养分的差异结果表明,西部和北部接近,而东部和南部的土壤养分特殊,城郊与乡村明显差异;西部物种丰富度低于其它方向,而南部最高,这种差异由草本造成;城市与东南西北4个方向的生物多样性差异明显;城市植物多样性与城郊和乡村呈现梯度变化;本研究统计的物种总数只有126种,而与之同纬度的北京东灵山区却有高等植物997种.城市化的影响是引进了一些观赏物种,区域地形和土壤养分等自然特征的影响微弱.