白洋淀区域景观格局动态变化及趋势分析

湿地景观格局的动态变化研究是构建区域生态安全格局的重要基础。利用1980、1990、2000、2010、2017年等5期土地利用数据,分析了白洋淀区域景观类型的时空变化过程及其主要驱动因素,并结合相关规划探讨了白洋淀未来景观格局变化及影响。结果表明,白洋淀区域景观规模和结构在1980-2000年期间变化不显著。2000-2017年期间,滩地向耕地、建设用地和湖泊大面积转换,湿地景观面积占比从78%下降到60%。2017-2030年期间,耕地和建设用地向湖泊转换,湿地景观面积占比将会达到90%;1980-2017年期间,滩地景观优势度最大,分布集中,但形状也最为复杂,各景观连通性走势较为平稳。景观尺度的破碎度不断升高,连通性和丰富度分别在1990年和2017年达到最大值。未来2030年,湖泊会成为优势景观类型,斑块分布集中且连通性增强,但复杂性增大。区域景观尺度的连通性变小,空间分布不均匀,丰富度降低;白洋淀景观格局历史演变主要受社会经济因素的影响,主成分分析结果表示其解释度为62.00%。未来气候条件下,白洋淀湿地生态系统存在退化的风险,但规划实施的环境治理和生态修复措施会对白洋淀的景观格局变化起主导作用。研究成果可为白洋淀湿地的规划管理和雄安新区的生态安全格局构建提供参考。     

基于面向对象方法的汶川大地震灾害土地覆盖变化

通过面向对象的模糊分类方法对汶川地震前后两期的Landsat-TM影像数据进行土地覆盖类型解译,结合应用统计学法、景观指数法分析研究区土地覆盖的时空格局和演变趋势。结果表明：（1）使用面向对象的分类方法对研究区域土地覆盖类型进行提取,地震前后两期遥感数据分类总精度分别达到0．90和0．92,Kappa系数达到0．88和0．90,取得了较好的精度效果,适用于区域覆被的提取。（2）“5．12”汶川地震后,区域林地退化显著,较地震前面积减少35679．76hm^2,减少幅度达7．66％。土地退化明显,不透水面由地震前的24558．61hm^2增加到67935．41hm^2,相对动态度达到176．62％。水体面积增加了近40％,相对动态度为35．82％。（3）地震前后土地覆盖破碎度呈增加趋势。斑块数大量增加,其中,不透水面增加最多,由震前的240块增加到539块。区域蔓延度指数（CONTAG）由震前的40．89下降到31．09,散布与并列指数（IJI）由65．10上升到了73．99,均匀度指数（SHEI）从1．04上升到了1．35。以上指数均反映地震使研究区斑块破碎度加剧,斑块间的离散程度增高,植被景观退化及其空间格局演变导致了生态退化以及区域生态系统服务功能衰退。     

海峡西岸经济区景观格局10年变化及驱动力

海峡西岸经济区是在国家区域发展战略引领下的我国未来发展的重点区域之一,分析其景观格局的变化有利于促进经济区的可持续发展。基于2000、2005、2010年的土地覆被分类数据,采用空间分析、主成分分析、景观指数分析的方法,研究海峡西岸经济区景观格局特征及其变化的驱动力。研究结果表明,由于城市用地面积的扩张,导致耕地、湿地、草地的面积下降,其中面积减少最多的为耕地,10年间减少了约14.0%,与此同时建设用地面积增长了38.6%。除建设用地外,各类景观的最大斑块指数(LPI)值均降低,建设用地的LPI值由0.1增至0.4,成为除林地外的优势景观。耕地的景观形状指数(LSI)由325.1下降到315.9,而其他各类景观的LSI值为上升趋势。林地的平均斑块面积(AREA_MN)急剧增加,由560.6增长到787.6,其他各类型景观AREA_MN值变化甚微。选取经济因素和政策因素分析海峡西岸经济区景观变化的驱动因子,结果表明,海峡西岸经济区景观格局的变化是两个因素共同作用的结果。海峡西岸经济区未来的经济发展需要与该区域耕地缩减的情况相平衡。     

基于土地利用格局变化的北京市生境质量时空演变研究

城市生境质量对生物多样性保护有至关重要的作用,以北京市为例分析2000—2015年北京市不同土地利用类型的空间分布特征和不同区域之间的差异,并借助In VEST-Habitat Quality模型评估了北京市4个时期(2000年、2005年、2010年和2015年)、4个区域(首都功能核心区、城市发展新区、城市功能拓展区、生态涵养发展区)的生境退化程度和生境质量变化情况。结果表明:(1)从2000年到2015年,建设用地增加了近40%,耕地、湿地是其快速扩张的主要来源,城市发展新区的建设用地增加了60%;(2)主要的生态用地(林地、草地、湿地)所占比例总体增加了5.71%,但是总体景观结构异质性减弱,斑块破碎化程度加大;(3)生境质量总体下降了2%,表现出明显的区域差异,首都功能核心区和生态涵养发展区的生境质量总值逐渐升高;生境退化度逐渐增加,最严重的区域在城市功能拓展区以及平原-山区交界地带。对区域生态服务价值评估的有益探索,为今后进一步城市景观格局的构建和优化提供依据和参考。     

基于生态功能评价的湿地景观格局优化及其效应——以江苏盐城海滨湿地为例

景观格局与生态过程是景观生态学研究的重要内容,基于生态功能和过程影响的景观格局优化是提高景观效益和稳定性重要方法之一。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和GIS技术,对2007年湿地景观生态系统服务功能进行定量分析,并采用阻力面模型研究景观格局优化途径。结果显示:(1)湿地景观生态功能强度空间差异性显著,影响区域湿地景观生态过程和功能。(2)以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分优化景观格局。(3)景观格局优化改善景观连通度和生态流,废黄河口附近和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流重要值最大,景观连通性受到显著影响,是景观生态节点优化的首要对象。(4)加强保护核心斑块源地、提高景观连通度是实现景观格局优化的关键。该研究结果为区域土地利用和生态环境保护提供科学的依据。     

西安市景观格局演变对生态系统服务价值的影响

研究快速城市化地区景观格局演变对生态系统服务价值的影响,对城市空间格局调控、健康稳定城市生态系统的构建、区域土地资源优化利用和生态环境的保护及区域可持续发展具有重要意义.本文基于西安市3期(1999、2006和2015年)TM遥感影像的解译结果和社会经济统计数据,利用景观生态学和生态系统服务相关理论,分析了城市化影响下西安市景观格局特征和生态系统服务价值的时空变化特征,并定量分析了景观格局演变对生态系统服务价值的影响.结果表明: 随着城市化进程的加快,西安市景观格局发生了很大变化,其中,建设用地和园地景观不断增加,耕地、林地、水域景观减少;研究区景观呈现出愈加破碎化、多样化和不规则化的趋势.1999—2015年,西安市生态系统服务总价值减少19.03亿元.耕地、林地和水域景观生态服务价值下降,园地景观生态服务价值增加;气候调节对生态系统服务的价值贡献率最大,气体调节的价值减少量最大,水源涵养的价值减少率最大.西安市生态系统服务价值中心城区低、南部山区高;1999—2015年,生态服务价值在空间上呈下降趋势,低值区的范围由中心城区逐渐向周边区县扩展.景观格局变化会对区域生态系统结构、功能及过程产生重要影响.城市建筑景观的扩张与蔓延、交通道路网的延伸与交织使各景观类型被严重分割,破碎化增强;对区域生态服务价值贡献率较大的林地、耕地、水域等生态型景观类型减少,最终导致区域生态系统服务价值减少.     

洱海流域土地利用变化及其对景观生态风险的影响

为探析高原湖泊所集成的小尺度自然流域景观空间变化及其对景观生态风险的影响,以云南洱海流域3期(1995年、2005年和2015年)Landsat遥感影像解译数据为基础,利用GIS空间分析技术和Fragstats软件计算景观格局指数,并在此基础上构建了景观生态风险指数,对洱海流域生态风险时空变化及其演化机制进行了分析。结果表明:1995—2015年,流域土地景观类型面积变化表现为林、草地和水体面积减少,耕地和湿地面积先减少后增加,建设用地面积显著增加的变化特点;景观指数定量分析表明,流域景观空间异质性下降,景观类型分布趋于从集中向分散转变,林地对流域景观的控制作用减弱;20年来,流域生态趋于恶化,生态风险指数均值由1995年的0.4998上升到2015年的0.5896,高生态风险面积所占的比重由1995年的34.0%上升到2015年的47.8%,生态风险空间分布由主要沿流域外沿分布转变为以环洱海地带为重心的多极分布;流域生态风险时空变化与土地利用类型的演变及人类活动关系密切,大规模旅游开发和城乡发展机制上的差异是导致该区域高生态风险等级区域增多和转移的重要原因。     

不同地震烈度对灾区景观生态破坏程度的评价

利用地震前后的遥感资料和区域基础数据,结合地震对区域景观生态的破坏特征,分析地震前后景观生态系统过程变化以及不同地震烈度下的景观生态异质性。从景观稳定性和景观异质性出发,运用层次分析法,建立景观生态破坏评价的指标体系,对不同地震烈度下区域景观生态破坏程度进行评价,得出以下结论：（1）地震使大面积林地、耕地和草地破坏,山体滑坡、崩塌严重,裸地、裸岩面积大量增加。在大于Ⅸ级烈度区域,地震后,有林地和耕地面积减少了458．48km^2和91．16km^2,裸地（岩）面积增加了496．23km^2。（2）通过对Ⅸ级以上地震区的景观格局指标分析得出：地震前,区域整体的景观生态的多样性、均匀性、景观破碎度和优势度值均反映出区域的生态系统较为脆弱,地震造成了明显的景观空间异质,加速了生态环境退化。（3）运用层次分析法,从景观稳定性和景观异质性两个方面对不同烈度下景观生态破坏进行评价。得出：Ⅸ、Ⅹ和Ⅺ级地震烈度区域景观生态破坏程度综合值为0．42、0．66和0．80,即中度破坏、重度破坏和极度破坏。根据以上综合分析得出,Ⅷ级地震区域应属于轻微破坏级,建议“5．12”汶川大地震灾害生态环境恢复从建工作应重点考虑Ⅸ级以及Ⅸ级以上区域。     

资源型城市土地利用变化的景观过程响应——以黑龙江省大庆市为例

土地利用与土地覆盖变化直接或间接地改变着景观生态系统的结构和功能,进而影响地表各种景观过程。地表景观过程的改变,必然对人类赖以生存的生态环境产生程度不同的影响。黑龙江省大庆市作为典型的资源型城市(以石油、草场和耕地资源发展起来),是人地关系作用最强烈的区域之一,也是土地利用发生急剧变化且具有特色的区域。揭示该区域土地利用的时空变化特征和变化规律,探讨土地利用变化的景观生态趋势及对生态环境的可能影响等,对于资源型城市生态环境改善,产业结构调整及实现资源型城市可持续发展尤为重要。为此,基于大庆市1978,1988,1992,1996,2001年5个时段的MSS和TM影像,获取20余年不同时期的土地利用信息,以GIS技术为数据集成分析平台,计算土地利用转移概率矩阵,景观格局指数和主要景观组分的转移过程贡献率,以期从景观格局的角度定量刻画区域景观过程对土地利用变化的响应。结果表明,区域内耕地不断增加,草地持续减少,建设用地和林地逐渐扩大,而湿地则一直大幅度减少;耕地和草地是区域的主要景观类型,但二者的景观动态及过程却不相同,耕地的景观过程表现为空间集中性加强,而草地的破碎化程度加强,景观组分间的转移过程频繁,景观不稳定;对维持当地生态系统稳定起重要作用的湿地景观,其破碎化过程最为明显且面积和平均斑块面积都在迅速减少,这种景观过程将对当地生态环境变化造成负面影响。草地退化,湿地萎缩和功能减退,沙化和盐碱化日趋严重等生态过程,是土地利用变化的景观生态过程响应,恢复与建设生态脆弱的资源型城市的景观生态系统,须对景观尺度上的土地利用方式进行合理的调控,而这一调控的有效途径在于政策、体制的调整和观念的变化。     

周边区域湿地景观变化对洪河保护区涉禽栖息地的影响

以三江平原洪河国家级保护区及其周边3个农场为研究区域,利用GIS技术和栖息地评价模型方法,探讨了周边区域湿地景观变化对保护区内景观结构以及丹顶鹤、东方白鹳栖息地的影响。结果显示：（1）自1983年区域土地开发以来,周边区域湿地景观面积减少了63％,景观类型多样性趋于单一化;（2）保护区内湿地景观结构改变明显,类型多样性呈降低趋势,丹顶鹤和东方白鹳栖息地面积和空间分布均发生变化;（3）保护区与周边区域湿地景观连通度降低了70％,其结果严重改变了保护区与周边区域的景观生态联系,削弱了保护区原有湿地景观多样性和涉禽栖息地功能;（4）必须从景观尺度,恢复保护区周边一定面积的湿地景观结构,维持保护区与周边区域适当的景观生态联系,是有效管理和维护保护区可持续发展的最佳手段之一。     

基于土地利用变化的广东省生境质量时空演变特征

生境质量的高低成为测度地区生态健康及可持续状态的关键因子。广东省生态质量及退化过程复杂,目前对该领域的研究较为薄弱。利用FLUS-InVEST耦合模型,对广东省1980—2020年生境质量变化及未来2020—2035年生境质量趋势进行研究。得出以下主要结果：(1)林地、耕地为广东省的主要土地利用类型,构成了地表覆盖景观基质;建设用地增加迅速,40年间面积翻了1.2倍;耕地锐减,面积比由27.1%减到22.8%;如果继续保持历史变化趋势,未来15年间建设用地面积将继续增加,耕地面积则减少至不足22%。(2)林地集中连片区域主要在北部生态发展区,耕地集聚分布于东西两翼,除几个大的水库图斑外,湿地在整个研究区都有分布;北部生态发展区域内的林地表现出破碎化特征,部分区域耕地、湿地都有减小和破碎化趋势。(3)过去的40年,生境质量变好的区域面积占比最大(44%),其次是未变化(29%)和减小的区域(27%),其中,约79%的区域指数值增减在-0.1—0.1之间;未来15年里,质量指数继续增大的区域面积比例将减少到39%,继续减小的比例将增大到31%;粤港澳大湾区局部低级别生境有连片的趋向。(4)...     

基于INVEST模型的洞庭湖区土地利用景观格局对生境质量的影响研究

生境质量是区域生物多样性维持能力的重要表征,土地利用变化是引起景观格局和生境质量变化的主要原因,揭示土地利用及景观格局变化下生境质量的时空演变规律能为生物多样性保护提供参考依据.以洞庭湖区为研究对象,基于1995、2000、2005、2010、2015、2018年6期遥感解译数据,采用土地利用转移矩阵、景观格局指数及I...     

Urbanization-induced site condition changes of peri-urban cultivated land in the black soil region of northeast China

The site condition of cultivated land greatly influences the utilization and management of cultivated land resources and is an element that is disturbed tremendously by urbanization. Since the rejuvenation of the northeast old industrial base strategy in 2003, urbanization in northeast China has progressed rapidly. The excessive urban sprawl has profoundly changed land use structure in the peri-urban area of the black soil region, and the subsequent site condition changes will impede the full utilization of cultivated land resources. This study used the suburb of Changchun Kuancheng District as an empirical case, and employed a patch-scale site assessment system to analyze dynamic changes in cultivated land site conditions at a typical rural-urban interface of the black soil region from 2004 to 2014. Cultivated land loss and land use changes were prominent in the study area and the land conversion rate was shown to be accelerating. Most of the occupied cultivated land was converted to urban areas such as industrial land or urban settlements. However, a part of the occupied cultivated land was left unutilized, which indicates how the urban sprawl is jeopardizing benefits of both urban development and cultivated land protection. Besides direct occupation of cultivated land resources, urbanization has led to a loss of cultivated land with good site conditions and a deterioration of the site conditions of unconverted cultivated land in the peri-urban area. Urbanization has fragmented peri-urban cultivated land, increased farming distance and brought more frequent anthropogenic disturbances. On the other hand, it has also improved transportation conditions and the local ecological environment. As site condition is believed to be closely related to both cultivated land loss and cultivation abandonment, the deterioration will aggravate the loss of cultivated land resources in a disguised form.     

三江平原植被水分利用效率时空变化及其对气象因子变化的响应

水分利用效率(water use efficiency,WUE)是陆地生态系统响应全球变化的重要参数,分析区域生态系统WUE的变化特征及其与气象因子之间的响应关系,对于区域生态系统碳水循环研究以及水资源的科学管理具有重要意义。本文以三江平原为研究区,基于MODIS GPP和ET遥感数据、气象数据以及2000年、2014年土地覆盖数据,分析2000-2014年间植被WUE的时空变化特征以及植被WUE与关键气象因子之间的响应关系,并分析了土地覆盖变化下各植被类型WUE的变化特征。结果表明:三江平原WUE年均值变化呈波动式减少趋势,多年平均植被WUE为1.44 g C·kg^-1H2O;WUE年内变化均近似呈"单峰型"曲线,1-3月及11、12月,WUE均处于最低值,在植被生长季(5-9月)期间,WUE均较高;季节WUE均值由高到低依次为夏季>秋季>春季>冬季;各植被类型WUE年内变化呈"双峰型"曲线,峰值主要分布在4-6月和9月;不同植被类型的年均WUE值从大到小依次为:混交林>针叶林>阔叶林>草地>耕地>永久湿地;三江平原植被WUE与降水、相对湿度、水气压呈正相关,与气温、日照时数呈负相关;随着耕地面积的减少,耕地WUE增加了11.1%,随着落叶阔叶林、草地面积的增加,其植被WUE分别增加了12.8%、15.9%。     

新亚欧大陆桥经济走廊土地覆被变化及驱动力分析

针对年际间的土地覆被变化的空间分异特性及驱动机理解析问题,采用Python和R语言构建了土地覆盖变化的时空动态概率模型和驱动力综合分析模型,实现了21世纪以来"新亚欧大陆桥经济走廊(NECBEC)"土地覆盖时空动态变化特征及驱动机理的定量分析。研究结果表明,在2001—2017年间,NECBEC的土地覆盖变化总体呈现出三增(草地、耕地和建设用地分别增加11457万hm~2、841万hm~2和396万hm~2)和三减(林地、水域和湿地、和未利用地分别减少7409万hm~2、4659万hm~2和626万hm~2)趋势。其中,未利用地和林地主要转换为草地,而草地则主要转为林地和耕地。建设用地年际增加幅度最大,其新增面积中耕地贡献达到50%。另外,自2013年"一带一路"倡议启动以来,NECBEC区域的各种土地覆盖类型之间的相互转换幅度呈现明显增加趋势,而NECBEC沿线国家之间的社会经济发展综合水平集聚性总体上呈减弱趋势,其中综合得分高高聚集区和低低聚集区分别集中在西欧和中亚北部。NECBEC区域的社会经济发展对耕地和建设用地的时空差异性尤为显著。土地覆盖类型在面积变化量和变化速率上,均具有明显的时空分异性。不同的经济发展综合水平对LUCC的类型演替、格局变化和驱动效应不同。     

古大湖湿地盐碱土壤微生物群落结构及多样性分析

以黑龙江省古大湖湿地原生、林地、耕地及湖岸盐碱土壤微生物为研究对象,基于高通量测序方法,分析4种生境类型条件下土壤细菌和真菌群落结构及多样性。结合土壤理化指标,进一步分析影响微生物群落多样性的环境因子。结果表明:细菌群落中变形菌门的相对丰度值最高,真菌群落中为子囊菌门。同一生境细菌群落多样性具有相似性,而真菌具有一定的差异;不同生境间两者均具有差异。耕地土壤和林地土壤的细菌群落多样性接近,但与湖岸土壤真菌的更相近。前两者中细菌群落多样性较高,其次为原生土壤,而湖岸土壤中的最低。耕地土壤与湖岸土壤真菌群落多样性较高,原生土壤较低,而林地土壤中最低。与真菌相比,细菌的群落多样性受土壤环境因子影响更大,其中pH值、含水量对土壤细菌和真菌群落多样性均具有显著影响。     

基于斑块评价的三峡库区腹地坡耕地优化调控方法与案例研究

三峡库区腹地坡耕地大量存在,且25°的陡坡耕地实现全部退耕还林难度很大,同时还存在农户自发弃耕撂荒现象。有必要深入探讨库区腹地不同地域特征下坡耕地优化调控的理论与方法。在充分考虑坡耕地的分布现状和未来发展趋势的前提下,设定了坡耕地优化调控的6个原则,提出空间优化适宜性评价和农户对坡耕地资源的需求压力数量评价相结合的坡耕地综合优化调控方法。选取库区腹地典型流域草堂溪流域进行案例研究。根据草堂溪流域特点以及坡耕地分布特征,从坡耕地可达性、生态功能和坡改梯适宜性3方面选取相关指标作为格局适宜性调控体系,选取耕地压力指数和果园对农户需求的补充能力作为数量调控体系。综合优化将研究区坡耕地分为优化利用型、重点整治型、逐步退耕型和优先退耕型4种类型,结合研究区坡耕地特点在保持耕地压力不增加、减少陡坡不适宜耕地和土壤侵蚀的前提下设置了4种退耕情景。最后根据农户自发撂荒地的空间分布特征,验证了评价指标体系建立的合理性和正确性。     

Land use change and its drivers in Kurt Bahir wetland,north-western Ethiopia

The effects of land-use change on ecosystem services in Kurt Bahir wetland were investigated during 2013 to 2014 using LANDSAT satellite images from 1973, 1986, 2002 and 2013 to identify and map changes in land-use classes over time. To understand perceptions of changes in ecosystem services that resulted from observed land-use changes discussions were held with local key informants and focus group participants. Accuracy assessment was done on the 2013 classified image. In 1973, the land-use classes of the wetland comprised wetland and grazing land, with area coverages of 764.5 and 268.4 ha, respectively. The land-use classes in 1986 were wetland, grazing land and cultivated land, with area coverages of 585.7, 198.3 and 248.9 ha, respectively. The land use of the study area in 2002 was similar to that of 1986. In 2013–2014, however, there was a substantial increase in cultivation and grazing lands at the expense of the wetland, as compared to 2002. Respondents confirmed that free grazing, the harvesting of vegetation, deforestation and expansion of cultivated land were the major threats. This study indicated that land-use change is the main driver of wetland degradation and loss. It is recommended that government organisations should give due emphasis to overcome the anthropogenic effects and to develop a management plan for the sustainable utilisation of the wetland’s ecosystem services.     

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。