基于边界特征的山地森林景观碎裂化研究

景观边界特征与景观碎裂化过程之间的相互关系研究已经引起了广泛的关注。利用 1 987年和 1 997年两个时段遥感景观资料 ,编制了卧龙自然保护区的景观类型图 ,以验证景观碎裂化过程导致边界数量 ,特别是短边界数量增加这一假说。研究工作包括 4个方面的内容 :(1 )利用每年的 2 0个 2 0 0× 2 0 0像元的正方形样地 ,分析工作区内景观边界的一般特征 ;(2 )对每个样地边界数量的长度谱分布特征进行拟合 ,确定能够反映边界属性特征的拟合方程参数 ;(3 )将边界属性特征参数与样地的景观碎裂化指数进行比较研究 ,建立景观边界特征与景观碎裂化程度之间的量化关系模型 ;(4 )利用每个时段的 1 0个验证样地来检验关系模型的有效性。研究结果表明 ,所有样地边界数量的长度谱分布特征可以使用对数方程 y=bln(x) +c进行拟合。景观的碎裂化过程将同时导致拟合方程参数 b的绝对值和 c值线性增加 ,景观碎裂化水平的增加将导致景观边界数量和短边界数量均呈指数增长方式。从研究的结果中还可以推断出 ,生境碎裂化水平对于生物多样性的影响也将呈现出明显的放大效应。     

黄土丘陵区生物结皮空间分布的代表性景观指数

景观指数可量化表征生物结皮的分布特征,但景观指数存在数量众多、冗余度较高的问题。本研究以位于典型黄土丘陵区的陕西省吴起县合沟小流域不同分布格局的58个样方的生物结皮为对象,计算其15个常用景观格局指数,基于相关分析、因子分析和敏感性分析,筛选出可描述生物结皮景观格局、具有特定生态学意义的代表性景观指数,并以陕西省定边县杨井镇鹰窝山涧小流域退耕地不同盖度的生物结皮为例,检验所选景观格局指数的可靠性和合理性。结果表明: 15个景观指数中,10个指数之间具有显著相关关系,而边缘长度(TE)和边缘密度(ED)分别与斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、丛生度(CLUMPY)和散布与并列指数(IJI)无显著相关性。斑块占景观比例(PLAND)、ED、斑块连结度(COHESION)和分离度(SPLIT),分别从盖度、长度、连通度和破碎度方面描述了生物结皮空间分布特征,其代表的3个公因子在刻画生物结皮空间分布格局时累计贡献率达91.6%。本研究确定了可量化生物结皮空间分布复杂性的代表性景观指数,为研究生物结皮格局变化及其与生态过程的关系提供了理论依据。     

基于GIS的上海市景观格局梯度分析

 定量分析景观格局及其变化对于监测和评价城市化的生态后果十分重要。该研究应用基于GIS的梯度分析与景观指数相结合的方法定量分析了上海市城市化的空间格局。沿一条自西向东64 km长6 km宽和另一条自南向北66 km长6 km宽的样带,应用移动窗口计算了一系列景观指数。结果表明,城市化的空间格局可以用梯度分析与景观指数来定量,不同的土地利用类型沿景观格局梯度确实表现出明显的“空间特征”。多项景观指数可准确地、定量地指示上海地区东西和南北发展轴线上城市化的前沿和城市景观梯度分异的特征。城市化的总体格局是随着城市化程度增加,景观在组分上更多样化,形状上更为复杂以及生态学上更破碎化。此外,该文显示的上海市城市化景观格局比较符合同心圆论的城市发展理论,研究结果支持斑块密度随城市化程度而增加,斑块大小和景观连接度则下降的假说,但与随人类干预程度增强,斑块形状变得更规则的假说不相符和,因此,需要进一步研究来证实该发现。     

绿洲景观中居民地空间分布特征及其影响因子分析

以张掖绿洲居民地为研究对象,用景观格局分析软件FRAGSTATS计算了5个景观格局指标,用GIS计算了形状指数、景观类型空间邻接比例、最邻近指数、最近距离以及居民地的耕作半径,借鉴聚落地理学中的居民地分布研究方法,分析了居民地的空间格局特征及其影响因子。结果表明：①耕地是张掖绿洲内的景观基质,居民地是绿洲内分布最广、斑块数最多的景观类型;居民地的平均斑块面积小、形状简单、聚集度高,与耕地的空间邻接长度和数目均最高,其空间分布类型存在空间差异;②耕地是影响居民地分布格局的重要因子。缓冲区分析方法可以从理论上确定居民地的耕作半径,耕作半径与居民地的空间分布类型紧密相关;③居民地到渠系的平均最临近距离为215m,75．6％的居民地中有渠系穿过;④居民地分布受中心城市——张掖市的影响程度极其明显,两者呈指数相关;⑤景观格局分析、居民地分布研究方法和GIS空间分析方法的有效结合,可以较好的反映居民地的空间分布特征及其影响因子的相关性;⑥借鉴聚落地理学的最近邻点指数具有明确的生态含义,可以作为量化景观聚集度的指标。     

深圳市龙华地区快速城市化过程中的景观结构研究：城市建设用地？…

利用多时段景观遥感制图信息和景观格局研究方法,对深圳市龙华地区快速城市化过程中城镇建成区和新开发区两种建设用地类型的结构和空间分布特征进行了研究,结果表明,两种类型研究期间斑块数量、平均面积大幅度增加,碎裂化程度不断降低;建成区增长主要有大型居民点持续扩张和独立小斑块不断产生两种模式。开发区建设的高峰时期是１９９０－１９９４年;受地形和交通等因素的影响,建成区一直表现出显著宏观异质性分布特征,但孔     

岷江上游景观边界网络格局分析

格局与过程是景观生态学研究的核心内容,与基于斑块的研究相比,基于边界的研究是格局与过程研究的一个新的切入点.以岷江上游地区为例,基于TM影像数据,应用RS、GIS、Fragstats等软件,选用边界长度、边界密度、边界海拔、结点数量、网眼大小、网络连接度等指数,研究了景观边界网络格局的变化,并分析了与之相关的生态过程.结果表明,在1974～2000年期间,由于人为干扰强度的加剧,岷江上游景观边界网络结构变得更加复杂,在早期以边界长度增加为主,网络连接度变大,在后期以边界数量和结点数量增加为主,网络连接度变小;森林景观与低坡位景观类型间的边界减少,森林下线上移;农田与林地的边界在早期增加,1986年后减少,而与灌木林地的边界持续增加;随着林地的蚀退,森林结构变得简单化,而农田、灌木林地、草地等景观类型的结构变得更加复杂.     

北京东灵山地区景观格局及破碎化评价

 人类活动已将北京东灵山地区地带性原生暖温带落叶阔叶林破坏殆尽。本项研究基于植被图,在地理信息系统(GIS)支持下,选择多种景观格局指数,从斑块面积、斑块数、斑块周长、分形维数和多样性的角度进行了格局分析和破碎化评价。结果表明,该区景观类型以次生林和灌丛为主,面积分布极不均衡,且多呈小面积零散分布。各森林类型的分布面积、周长和斑块数一般小于灌丛、草地和农田,且边界密度和斑块密度较高,显示出较高程度的破碎化。各景观类型的平均斑块面积和周长遵从分形规律,分形维数1.30,景观整体的斑块边界的褶皱程度较低。景观多样性的Shannon指数,景观组分的类型面积(2.262)<类型周长(2.435)<类型斑块数(2.675),均小于等概率情形(2.940)。上述结果均显示,该区森林景观破碎化程度较高。     

1980—2015年秦岭地区景观格局变化及其对人为干扰的响应

了解景观格局变化及其对人为干扰的响应对于生态系统保护和管理具有重要意义.本研究利用秦岭地区1980—2015年土地利用数据,基于景观格局指数和地表覆盖分类系统,构建景观格局脆弱度指数和人为干扰度,研究了秦岭地区景观格局时空变化及其对人为干扰的响应.结果表明: 1980—2015年,秦岭地区景观破碎化程度逐渐增加,景观形状变得复杂,景观聚集度、连通性降低,景观格局指数空间分布呈现明显的地形分异特征;景观格局脆弱性整体呈下降趋势,其中,低脆弱区空间格局变化比较明显,主要以西安市、汉中市为中心向周围区域扩张;景观格局人为干扰程度逐渐增加,空间分布表现为东部高、西部低,北坡高、南坡低,周边高、中间低;人为干扰度越大,景观格局脆弱度、斑块密度、Shannon多样性指数越大,聚集指数、最大斑块指数越小;人为干扰程度对景观格局脆弱度影响逐渐减弱,对Shannon多样性指数、最大斑块指数的影响逐渐增强,而对斑块密度、聚集指数的影响变化不明显.     

基于边界特征的黄河三角洲景观变化及空间异质性

在遥感解译和景观类型制图的基础上,运用滑箱扫描的方法,基于组分边界特征计算景观整体结构指数,同时综合考虑景观要素的空间分布,采用信息熵法和孔隙度指数法对黄河三角洲农田和柽柳-芦苇2种景观组分进行异质性特征分析.结果表明:黄河三角洲景观组分之间的边界趋于复杂化,城镇扩展、石油开采及黄河断流等使耕地大量退化为柽柳-芦苇,潮滩植被侵满滩涂;与基于面积的景观指数相比,基于边界特征的景观指数更能反映景观结构的细节变化;农田和柽柳-芦苇均表现为宏观异质性特征,部分样线中小尺度上表现为微观异质性特征,但柽柳-芦苇的异质性表现尺度较农田小50个像元左右,且这种差异随时间有加大的趋势;2种异质性分析方法从不同的侧面揭示了组分类型的异质性特征,形成有益的补充.     

森林景观格局分析及破碎化评价--以祁连山西水自然保护区为例

基于西水自然保护站2001年1：5万林相图,在地理信息系统软件ArcGIS和景观结构分析软件Fragstats(栅格版)支持下,从景观总体特征、斑块面积、斑块周长、斑块数和分形维数等角度对其景观格局和破碎化程度进行了分析和评价。结果表明,各景观组分中草地面积最大。保持得较为完整;杨类、白桦软阔类、针阔混交林、疏林地、农田和未成林地面积小。呈零散分布;青海云杉林的面积和周长较大,但其边界密度大,显示出较高的破碎化程度。各景观组分的分形维数均较低,远离于2,更趋向于1,表明各景观类型的边界褶皱程度均较低,整个景观的边界形状较为简单。     

长白山森林景观边界动态变化研究

通过野外调查、遥感和地理信息系统相结合的方法来研究长白山森林景观边界的动态变化规律,并通过相关性分析,探讨了长白山森林景观破碎化过程和景观边界指数变化的关系。首先对遥感影像进行计算机分类,其次,构建了描述景观边界的指标体系,再次,从景观边界的长度、密度、对比度、形状和多样性5个方面,对长白山森林景观边界的动态在景观类型尺度和景观尺度上进行分析。结果表明,在20多年的时问内,苔原面积减少了3694．8hm^2,云冷杉林的面积减少了130482．03hm^2,阔叶红松林面积增加了41610．4hm^2,岳桦林面积增加了66978hm^2．由于森林砍伐和毁林造田以及其它人类活动(如旅游)的影响,长白山森林景观的破碎化程度趋于增加,景观边界形状趋于复杂景观破碎化过程和景观边界指数变化的相关性分析证实了可以用景观形状指数(LSI)、对比度加权边界密度(CWEI))、边界加权总长度(TEGT)、加权景观形状指数(LSI-WGT)的变化来指示森林景观的破碎化程度。景观边界形状指数的大小还可以用来反映人类活动对景观的影响程度。最后,针对目前长白山森林景观破碎化程度趋于增大的情况,建议采取积极措施,防止长白山森林景观的进一步破碎化,以便更好地保护天然林。     

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。     

红松存在/不存在数据的多尺度空间分布格局

红松属小兴安岭地区地带性植被优势种,该地区也是其分布的北缘。在景观尺度上开展红松的分布格局研究有利于进一步了解红松分布机理、未来迁移过程等问题,对其经营和保护有重要意义。将景观指数法与点格局分析法结合,设定8个空间尺度,利用红松存在/不存在数据,通过计算各空间尺度上红松聚集程度和景观指数,分析小兴安岭地区红松种群在多尺度上的分布格局。研究结果表明,小尺度上红松聚集分布明显,随机分布区多处于其聚集分布区的边缘,均匀分布区则散布在其聚集分布区内。景观指数研究表明,通过景观指数可判断红松聚集分布格局趋势,而不能判断均匀分布、随机分布格局趋势,因为它们在多尺度下景观指数波动大,不能用景观指数来描述分布格局。研究得出如下结论:1)红松主要分布在其分布区的核心区域内,在分布区边缘和过渡带上呈随机分布,2)存在/不存在数据能够用来分析种群的多尺度空间分布格局,3)空间尺度的变化会引起树种分布格局的变化,随机分布随尺度增加,边缘化程度加强,4)单一尺度上,景观格局指数不能完全描述种群分布格局;而在多尺度上,变化趋势稳定的景观指数表明聚集分布存在,而波动剧烈的景观指数常与随机分布和均匀分布联系在一起,5)地形因子中,红松对坡度和海拔两个因子变化敏感。     

黄河源区沙化草地区域景观特征

以黄河源区玛曲县沙化草地为对象,运用景观生态学原理,借助地理信息系统技术,选取景观异质性指数(景观多样性、景观优势度)、景观破碎化指数(斑块密度、分离度)、形状指数(伸长指数、分维数)3类指标,分析了黄河源区沙化草地不同景观类型的空间分布及景观格局现状特征.结果表明,区域整体景观结构简单,局部变化复杂,自然景观仍是景观变化的主体,景观结构受草地、湿地、灌木林地等少数自然景观类型控制.区域景观斑块呈条带状分布,各景观条带差异较大,从河流阶地带到低山草地带到高山草甸带,景观斑块类型减少,景观多样性减小,景观破碎化程度减弱,景观结构呈简单化趋势.沙化景观尤其是流动沙地对景观结构的影响较大,在区域景观异质性增强及破碎化加剧过程中起主要作用.固定沙地、半固定沙地和潜在沙化土地也不同程度地影响着景观的构成及变化;人工景观比沙化景观对景观结构的影响小,但其潜在变化空间较大.人工景观和沙化景观将是未来区域景观结构变化的共同主导因素.     

陕北黄土高原景观破碎化的时空动态研究

景观破碎化受到自然环境背景及社会经济活动的影响,并限制区域发展.为揭示景观破碎化的时空变化特征,整合了MODIS(中分辨率成像光谱仪)影像逐旬数据与多时段景观类型数据,并对其进行了分析.比较1987～2002年景观破碎化的年际差异表明,陕北黄土高原的景观破碎化过程较缓慢,但具有区域差异,且与景观类型组成息息相关.结果表明,林地的破碎化水平变化显著,而农、草地的破碎化水平变化相对缓慢.年际变化分析有助于说明区域景观破碎化的趋势,而年内季节变化则能帮助认识景观破碎化过程的周期规律.     

基于GIS的南昌市公园绿地景观格局分析与优化设计

以南昌市主城区的公园绿地现状图为基本信息源,借助GIS技术,建立公园绿地空间数据库;利用FRAGSTATS景观格局软件计算相应的景观指数.在对现有的南昌市公园绿地景观格局进行定量分析的基础上,提出优化策略与方案,并对优化后的景观格局进行评价. 结果表明: 现有公园绿地的斑块空间分布不均衡,且面积差异较大,尤其在人口密集区,公园绿地斑块数量偏少,有效避灾面积明显偏低;通过大幅度增加斑块数、斑块面积,提高斑块间的连通性,并适当提高景观破碎化指数,可以优化南昌市公园绿地系统的“点-线-面”格局,使空间分布更趋合理,有效增强其生物多样性保护与防灾避险功能;优化后的公园绿地的斑块多样性指数、均匀度指数均有大幅度提高,聚集度指数也明显升高,且相应降低了优势度指数,景观多样性更为丰富.     

Changes in landscape pattern of alpine wetlands on the Zoige Plateau in the past four decades

Based on RS, GIS and Apack software, the indices of landscape pattern such as landscape area index, landscape diversity index and landscape fragmentation index were chosen in order to describe changes in the spatial pattern of alpine wetland landscape on the Zoige Plateau during 1966–2000. Results showed that alpine wetland landscape was characteristic of marsh wetlands, which had the biggest patch number and the largest area. The alpine wetland landscape had higher spatial heterogeneity. The largest area appeared in Zoige County with the highest wetland ratio; comparatively, Aba County and Luqu County had much lower wetland ratio. The total area of alpine wetland landscape decreased rapidly during 1966–1986, but it began to increase after 1986. The wetland landscape area shrank by 59857.83 hm² during 1966–2000. The alpine wetland landscape showed the characteristics of concentrated distribution in the past four decades, with higher convergence and dominance indices. The centroid of wetland landscape moved 12.54 km in the northwest direction firstly, 11.33 km in the southeast direction, and then 1.1 km in the north direction.     

北京市近二十年景观破碎化格局的时空变化

基于1993—2013年3期时间序列的遥感影像获得的一、二级景观类型的土地覆盖数据,利用移动窗口法和空间主成分分析法研究景观破碎度空间分布格局和破碎化过程。结果表明:北京市正处于快速城市化阶段,20年间其建设用地面积增加了1000.8 km~2,增长47.14%,而耕地面积减少21.86%;全市破碎化程度增加,其中,景观斑块总数增加了15.26%,而景观斑块的平均面积缩小了15.35%,景观形状指数(LSI)从88.426增加到98.897;北京市景观破碎化格局的空间异质性较大,但没有方向性偏好,却表现了"两极化"发展趋势,其中,高破碎化区域和低破碎化区域的面积增加,中等破碎化的区域面积减少,核心大城区和山区的景观破碎度降低,而新兴城区和郊区的景观破碎度增大;北京市景观破碎化格局的距离效应显著,呈现倒"U"型二次函数关系,其中,2013年的破碎度距离函数为:Y_3=0.1767+0.02898X_3-0.0005167X_3~2,距城市中心20—35 km处的城郊交错区景观破碎化程度最高。景观破碎化格局的分析有助于了解大城市快速发展阶段的景观格局演变规律,为城市生物多样性保护、绿地廊道维护和生态文明城市建设提供理论依据。