黄丘区特色治理开发小流域土壤侵蚀变化对景观格局演变的响应

研究土壤侵蚀与景观格局变化的关系对小流域的治理开发具有重要的指导意义。本研究以实施退耕还林草、生态农业、生态旅游及科技示范的黄土高原安塞南沟特色治理小流域为研究对象,基于GIS平台和通用土壤流失方程,分析小流域1981—2018年景观格局和土壤侵蚀量的时空演化特征,并利用主成分回归法,从斑块类型水平和景观水平两个尺度分析土壤侵蚀模数与3类9个景观格局指标的关系。结果表明: 研究期间,在5种景观类型中,耕地和林地面积的时空变化主导了南沟小流域景观格局的演化,并且影响整个小流域的聚集分散程度;南沟小流域的土壤侵蚀量逐年减少,1981—2018年土壤侵蚀面积减少29.7%,侵蚀模数减少61.2%,且有73.4%的区域土壤侵蚀强度减轻;耕地和林地面积的变化决定了整个小流域土壤侵蚀模数的变化,其景观格局指数的变化方向与该景观类型土壤侵蚀的变化方向一致;退耕还林草工程是流域景观格局变化、土壤侵蚀减轻的主要原因,特色开发治理可以减弱局部地区土壤侵蚀强度。景观类型的合理化配置能有效地防治小流域土壤侵蚀,将其与特色治理开发相结合有助于实现小流域可持续高质量发展。     

基于GIS的渭河下游河流沿线区域生态风险评价

以渭河下游河流沿线区域为研究区,基于风险度量的基本原理和区域生态风险评价的流程框图,构建了综合生态风险值的计算模型,即综合生态风险值是综合风险概率、综合生态损失度和综合社会经济易损度的叠加.在研究区历史资料考证和2002年ETM+遥感影像景观分类的基础上,通过选取干旱、洪水、污染和水土流失,利用地理信息系统和现代地理学中的大量数学方法,按照评价步骤和计算模型,将研究区4种生态风险源综合评价结果划分为低风险区,较低风险区,中等风险区,较高风险区和高风险区5个级别.研究结果为环境管理和生态风险决策提供数量化的理论依据和数据支持.     

长江三角洲核心区绿地系统时空演变特征及生态服务价值评估

在经济建设与环境保护矛盾突出的背景下,研究区域绿地系统时空演化特征,探讨人为因素对绿地系统生态服务的影响,对于改善绿地资源管理、促进区域永续协调发展具有重要意义。本研究基于景观生态学研究方法和生态服务价值当量因子评估法,运用ArcGIS 10.2软件的空间分析功能,对1990-2015年长江三角洲核心区绿地系统时空演化特征及生态服务价值进行了分析。结果表明:(1)长三角核心区绿地景观规模随时间的变化具有阶段性特征,呈现先扩大后缩减的态势;绿地景观与其他土地利用类型的转移存在阶段性与指向性特征;绿地景观格局总体上表现为初期集聚同质化、后期破碎异质化。(2)长三角核心区绿地系统生态服务价值随时间变化明显,不同绿地景观类型有不同的阶段性特征;长三角核心区绿地系统生态服务类型中,调节服务对于绿地系统整体生态服务价值贡献最大。(3)长三角核心区绿地系统生态服务价值在空间上呈现南北不均衡的特征,总体上呈南高北低态势,其中杭州市绿地系统生态服务价值在不同阶段均最高。区域地形地貌是影响区域生态服务价值的一个重要因素。     

基于SRP概念模型的沂蒙山区生态环境脆弱性评价

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度(SRP)概念模型,选取景观多样性指数、土壤侵蚀、高程等13个评价指标,在GIS环境下,结合空间主成分分析法和层次分析法,对沂蒙山区生态环境脆弱性进行评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱度分为5级:微度脆弱(<1.8)、轻度脆弱(1.8～2.8)、中度脆弱(2.8～3.5)、重度脆弱(3.5～4.0)和极度脆弱(>4.0).结果表明:沂蒙山区生态环境脆弱性以中度脆弱性为主,其中,微度、轻度、中度、重度和极度脆弱区面积分别占研究区总面积的6.1%、33.8%、43.3%、15.9%和0.9%,重度和极度脆弱区主要集中在地形较复杂的山地丘陵区或人类活动强度较大的丘陵和平原过渡交错带.     

黄土区农业景观空间格局分析

景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题之一。本文用地理信息系统,分维分析和统计分析相结合,以１∶１万土地利用现状图为基础,选取斑块大小、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、相对丰富度、破碎度等指标,陕北米脂县泉家沟流域农业景观的空间格局。结果显示,乔木林地、坡耕地、果园、草地和梯田农地的分维数较低,坝地、水库、灌溉农田、居信用地和灌木林地的人维数较高,斑块形状较为复杂。随着斑块面积的增加,农     

水利工程建设对自然保护区生态系统的影响

以糯扎渡水利工程及受影响的自然保护区为研究案例,在GIS支持下,应用缓冲区分析法,分析了水利工程建设前后自然保护区景观结构的梯度变化以及水利工程对景观结构的影响;选取分维数、斑块密度、优势度、聚集度等代表性指标揭示了区域景观格局的变化;在此基础上,选取自然性、多样性、稳定性和人为干扰性4项指标建立生态评价指标体系,应用层次分析法确定评价指标的权重,并对评价因子进行等级化处理,评价水利工程对影响区生态质量的影响.结果表明:不同缓冲距离内植被类型呈梯度变化,工程建设对季风常绿阔叶林、竹林、落叶季雨林有较大影响;水利工程建设使区域景观异质性增强,在缓冲距离800m范围内景观格局变化明显;建设前后受影响区生态质量评价表明,水利工程建设导致区域生态质量降低,但降幅不大.     

基于MSPA与最小路径方法的巴中西部新城生态网络构建

目前快速城市化导致了生境斑块的日益破碎化,景观之间的连通性不断降低。构建生态网络可以连接破碎的生境斑块,增加绿地景观的连通性,对生物多样性保护具有重要意义。以高度景观破碎化的四川省巴中西部新城为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法,提取出对研究区生态网络构建具有重要生态意义的核心区和桥接区两类景观要素,并选用整体连通性(IIC)、可能连通性(PC)和斑块重要性(d I)等景观指数,分别对核心区和桥接区进行景观连接度评价,遴选出对维持景观连通性贡献最大的10个核心区生境斑块作为生态网络的源地,并根据斑块对维持景观连通的重要性程度将其他核心区和桥接区进行类型划分,以此作为景观阻力的赋值依据,融入消费面模型中,最后采用最小路径方法构建了研究区潜在的生态网络,并基于重力模型对重要生态廊道进行了识别与提取,在此基础上有针对性地提出了生态网络优化的对策。研究结果表明,MSPA方法能够科学的辨识出研究区内对生态保护具有重要意义的结构性要素,例如作为物种栖息地的核心区和物种迁移通道的桥接区,这些要素是生态网络的重要组成部分;景观连通性的计算,明确了研究区景观要素的保护重点,为最小路径方法中的景观阻力赋值提供了重要的参考信息;基于MSPA与最小路径方法的生态网络分析框架综合了现有景观结构性要素识别、连通性分析以及物种潜在迁移路径分析等方法,将景观中潜在的生态源地和结构性廊道的连通性作为构建生态网络的重要基础和主要依据,从而使得生态网络的构建更科学。研究结果可为高度破碎化地区生态网络的构建提供重要的参考与依据,对其他地区生态网络的构建也具有一定的借鉴意义。     

基于RS和GIS的北京市景观生态安全评价

结合RS、GIS和景观生态学方法,基于景观结构、功能、活力、生态敏感性和景观压力构建了景观生态安全评价指标体系,并分析1988和2004年北京市景观生态安全程度及其时空分布规律.结果表明：1988-2004年,北京市生态服务价值处于较高水平,景观活力和景观压力处于较低水平,景观结构稳定性下降,生态敏感度则处于较低水平;1988和2004年北京市景观生态安全度均处于中级水平,其景观生态安全指数平均值分别为0.410和0.403,表明研究期间北京市景观生态安全整体水平呈稳中稍降的趋势.     

An eco-city evaluation method based on spatial analysis technology: A case study of Jiangsu Province,China

An eco-city is an eco-sustainable, balanced and intensive human settlement, and the method selected to evaluate an eco-city is an important determinant of the accuracy of the evaluation. We present a new eco-city evaluation method comprising an ecological vulnerability evaluation index system and an economic, social and environmental evaluation index system based on land use, economic development, social progress and environmental protection using spatial analysis technology (remote sensing (RS) and geographic information system (GIS)). We constructed an ecological vulnerability evaluation index system using a pressure-state-response (PSR) model and the analytic hierarchy process (AHP) based on an ecological suitability index, landscape pattern index and land resource utilization degree index and comprehensively evaluated the ecological vulnerability condition using principal component analysis (PCA) and an expert scoring method. We established an economic, social and environmental evaluation index system using factor analysis. These index systems are associated with the GIS and the AHP, and Jiangsu Province was used as an example to verify the applicability and efficiency of the evaluation method. The results show the following. (1) The ecological vulnerability of Jiangsu is relatively low but unevenly distributed. The regions with slight, light and medium vulnerabilities comprised 79.49% of the total area. (2) Thirteen cities were divided into economic advantages type (Suzhou), environmental advantages type (Nanjing, Wuxi, Yangzhou, Zhenjiang and Taizhou), social security advantages type (Changzhou, Xuzhou and Nantong) and general type (Lianyungang, Huaian, Yancheng and Suqian). (3) The overall condition of the eco-cities was classified as middle or upper and was unevenly distributed. The eco-cities were divided into four categories and there was a gradually decreasing trend from southeast to northwest, resulting in a gradient from southern Jiangsu to middle Jiangsu and northern Jiangsu. Every city should be constructed on the basis of its weak points to achieve healthy and optimum development. The results indicated that the method is an efficient and practical process, which differs from existing methods, and makes extensive use of spatial information technology and can be widely applied to evaluate eco-cities.     

京津冀地区县域耕地景观多功能性评价

随着城镇化发展和农业产业化升级,耕地景观功能由单一的生产功能向经济功能、生态功能、文化功能拓展,耕地景观多功能性成为新的学术热点。已有研究往往侧重于探讨耕地功能的多指数耦合,缺乏耕地景观多重功能空间定量化与相互关联的分析。以京津冀地区为研究区,对耕地景观的粮食供给功能、生境维持功能、景观连通功能、土壤保持功能、景观美学功能和人口承载功能六项功能及其冷热点聚集区分别空间定量化,评价县域尺度耕地景观多功能性,并识别耕地景观多种功能的空间关联。研究结果表明,京津冀中部平原地区粮食供给功能显著,南部平原地区景观连通功能突出,燕山与太行山山脉土壤保持功能、维持生境功能最高,山前平原地带人口承载功能相对重要。2010年京津冀地区耕地景观功能总体呈现南高北低的分布格局,但功能高低值分布规律差异明显,各功能全部处于高值或低值的样本极少;耕地景观不同功能间的权衡与协同关系数量相当,景观连通功能与粮食供给功能呈现明显协同关系,而与土壤保持功能呈现较强权衡关联。     

基于空间主成分和最小累积阻力模型的内陆河景观生态安全评价与格局优化——以张掖市甘州区为例

以干旱内陆河主要生态环境问题为出发点,利用景观生态学方法、空间主成分分析和GIS技术,获取甘州区生态安全格局的分布状况.选取海拔、坡度、自然和文化景观保护区、土壤类型、土壤侵蚀量、植被覆盖度、距道路距离、距工业用地距离、距居民点距离以及距水体距离等10个要素作为约束条件,并采用景观最小累积阻力模型构建生态廊道和生态节点来优化生态功能网络的结构及功能.结果表明： 甘州区生态安全综合状况一般,以中等安全水平为主,面积为1318.7 km²,占研究区总面积的36.7%.低度安全水平的区域主要位于研究区北部,占研究区总面积的19.9%.构建了由6条生态廊道、14个生态节点、1个较大的生态源区和若干个小面积源区组成的点、线、面交织的区域生态网络格局,将有效改善研究区的生态安全水平.
     

珠海市土石场空间分布特征与景观生态影响评价

人为水土流失是一种人类干扰下的典型景观退化现象．将人为侵蚀在空间上的表现称之为人为侵蚀景观．在遥感和GIS技术支持下,结合大量的实地调查资料,对珠海最主要的人为侵蚀景观类型——土石场开展空间分布分析和景观生态影响评价．调查范围内珠海土石场有235个,其中三灶、井岸两镇(区)分布最为集中,分别为28、29个．缓冲区分析表明,土石场的分布与距交通道路的远近呈对数线性相关,其中在距交通道路100～200m距离范围内分布最为集中．设计景观生态影响度评价指数,对面积大于5000m^2的152个土石场进行景观生态影响度评价结果表明,对周边景观生态环境影响极强的土石场有9个,属于强一级的有17个,应首先对这些土石场开展景观生态恢复．     

基于遥感的山地景观健康诊断及格局演变研究——以新疆天山自然遗产地喀拉峻-库尔德宁为例

基于1977、1990、1997、2013和2017年5期Landsat和Sentinel-2遥感影像,以监督分类的结果和景观格局指数为基础,结合景观生态学理论和前人研究成果,构建了适于干旱区山地类自然遗产地的景观健康诊断体系,通过区域网格分析和空间插值等方法,对新疆天山自然遗产地喀拉峻-库尔德宁区域景观健康状况进行诊断,实现了对范围内各处景观状态的诊断,并结合无人机正射影像对诊断结果进行验证,既丰富了景观生态健康方向的研究,又为自然遗产地生态环境的监测、评估、保护与管理等提供技术方法的支撑和实际应用案例。研究结果表明：40年间冰雪、水体、针阔混交林景观缩减严重,裸地占比年变化率高达62.54%,扩张明显;研究区除1997年景观健康等级为较差外,其余年份景观健康均为一般;40年来研究区北部的景观健康状况要比南部好,同时应将零星分布的健康等级为较差、极差的区域作为今后保护工作的重点对象和典型区。     

海口市海岸带近30年土地利用变化的景观生态风险评价

采用海口市海岸带1988、2000、2009、2017年4期土地利用矢量数据,运用格网GIS法、Kriging内插法构建景观生态风险指数模型,对海口市海岸带进行景观生态风险综合评价。结果表明：（1）各景观面积波动较大,景观类型以建设用地和耕地为主;（2）2000-2017年间人类活动对景观的干扰最为强烈,各景观的分离度、干扰度、脆弱度最大值均在此时域内出现;（3）研究时域内研究区的平均生态风险值由0.3424增加到0.4468;生态风险等级总体呈低等级向高等级转移的趋势,空间分布呈中部向东西、内陆向沿海递减的趋势,高等级的风险区逐渐朝沿海地区蔓延;较高和高生态风险区主要分布在海口建成区、南渡江沿岸、美兰机场、红树林保护区以及三江镇国营农场附近;（4）城市建设和临港产业的发展导致绿地、水域面积减少且分布趋于破碎、分离,是研究区生态风险值总趋势呈增高的主要原因。研究结果可为海口市海岸带景观格局的优化、土地资源的保护和可持续发展方面提供科学依据。     

生态美学视角下宁夏贺兰山国家级自然保护区视觉景观特征评估

景观美学的理论维度已从风景美学延伸至生态美学,为促进生态美学理论在客观法和空间水平上向"数字化+可视化"发展,以宁夏贺兰山国家级自然保护区为例,创新性地提出了利用地理要素构建分类的数字景观模型并借用基于景观生态学的景观格局指数进行视觉景观特征评估的研究框架。在筛选地貌（自然和垂直要素）和土地利用（文化和水平要素）景观要素的基础上,构建了一套景观分类指标体系;通过GIS进行空间叠加分析,识别了研究区域中的440种景观斑块和类型,以此作为视觉景观特征评估的基本单元;基于生态美学理论,构建了视觉景观多样性、自然性和独特性3个视觉景观特征评估指标,借用景观格局指数进行度量并通过FRAGSTATs与GIS可视化;通过SPCA分析得到权重后绘制了视觉景观特征综合评估的空间分布。结果显示,诸多相互作用的景观要素"聚集"在一起产生了不同水平的视觉景观特征,与低水平视觉景观特征有关的景观类型在要素组成上较为复杂,而与高水平视觉景观特征有关的景观类型主要与坡度适中的东南向山谷地貌与荒草地、未成林封育地和乔木林等土地利用的共同作用有关。研究认为,可视化的视觉景观特征评估结果有助于识别需得到保护修复、规划利用及管理协调的景观斑块或类型,有利于增加保护地整体的生态美学价值。     

An artificial neural network model of the landscape pattern in Shanghai metropolitan region,China

To characterize the urbanization pattern quantitatively,a study on the mechanisms of the landscape pattern formation could facilitate the understanding on urban landscape patterns and processes,the ecological and socioeconomic consequences of urbanization,as well as the establishment of more effective strategies for landscape management.In this study,we integrated a Geographic Information System (GIS)-based analysis on landscape pattern with an artificial neural network (ANN) to quantitatively characterize the urbanization pattern of the metropolitan area of Shanghai,China,and to establish an ANN model that could preferably simulate the responses of urban landscape pattern to the natural and socioeconomic factors such as residence area,road density,population density,urban development history and the Huangpu River as an element of economic change.Our results showed that the ANN model seems appropriate for studying the nonlinear relationship among the forcing factors of urbanization and the urban landscape patterns,which provided an effective and practical approach for further understanding the mechanisms of the landscape formation pattern and the reciprocal relationship between landscape spatial pattern and ecological process.     

基于景观格局的锦州湾沿海经济开发区生态风险分析

以辽宁省锦州湾沿海经济开发区为研究区,利用1992、2000和2007年3个时期的TM遥感影像为数据源,通过计算各景观格局指数,引入生态风险指数,利用GIS和地统计学,对生态风险指数进行采样和空间插值,得到基于景观格局的生态风险分布图。运用相对指标法对生态风险指数进行分级,将研究区域划分为低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区、较高生态风险区和高生态风险区5个等级,在此基础上通过将不同时期的生态风险图层的叠加运算,分析了研究区景观生态风险的时空变化情况。结果表明：近15年来研究区生态风险主要以中等程度为主;处于低、较低生态风险程度的区域面积变化不大,空间分布也一直位于西部低山丘陵地区;较高生态风险区域面积增加较为显著,主要发生在兴城市和绥中县东南沿海地区;高生态风险区面积随着未利用地和芦苇湿地等高生态脆弱性景观类型面积的减少而略有下降。     

Assessment of soil erosion risk using an integrated approach of GIS and Analytic Hierarchy Process (AHP) in Erzurum,Turkiye

Assessing soil erosion hazards and mapping the spatial distribution of soil erosion have an essential role in sustainable forest management. In this study, the potential soil erosion risk was evaluated through the Analytical Hierarchy Process (AHP) and Geographic Information Systems (GIS) in the Oltu forest planning unit, Erzurum. Seven erosion-related criteria, including slope, bedrock type, relative relief, drainage density and frequency, rainfall, and land use/land cover (LULC) were used for the present assessment. According to the AHP analysis, the slope was the most influential factor (21%) followed by bedrock type (19%), land cover (17%), and relative relief (14%) in the soil erosion process. The soil erosion risk in the study area was strongly influenced by the LULC where 59.46% is bare land with high erosion risk and 12.07%, with the lowest risk, is in an area with any forest cover. The estimated soil erosion risk was classified into five different classes namely very low, low, moderate, high, and very high. The results showed that this study area is highly prone to soil erosion. The larger proportion of the area (39.16%) is exposed to high to very high erosion, mainly determined by forest cover and geomorphology. To analyze the accuracy of the soil erosion risk map, 40 points were selected randomly in this study area. In these points, predicted values were compared to the real values obtained by Google Earth-colored images. The area under the ROC curve (AUC) method was applied to validate the efficiency of the AHP which showed a satisfactory accuracy of 81.00%. Findings presented that including the more influencing factors with a slope instead of including only the slope contributes to a more accurate erosion risk map. This study highlighted that GIS-based multi-criteria decision-making is a valuable and practical tool for decision-makers and land managers in creating soil erosion susceptibility maps and determining high-priority areas that require conservation measures for sustainable land use management by reducing the economic and ecological impacts of soil loss. Also, this approach can be practically applied in other planning units.     

云南边境山区景观生态风险时空演变及其影响因素

探究边境山区景观生态风险时空演变特征,揭示自然与人类活动对景观生态风险的影响,对维护国际生态安全和保障区域生态系统的稳定性具有重要意义。以云南25个边境县为例,采用2000、2010、2020年三期土地利用数据,基于景观格局指数构建了景观生态风险评价模型,并分析了风险的时空演变特征,利用地理探测器测度了自然、可达性和社会经济因素对景观生态风险的影响程度。结果表明：2000—2020年研究区景观类型以林地和耕地为主,林地、草地、湿地、冰川和永久积雪面积减少,耕地、灌木地、裸地、人造地表、水体面积增加。景观生态风险平均值持续上升,在空间上表现出显著的自相关性。研究区以较低生态风险、中等生态风险为主,低生态风险、较低生态风险、高生态风险区面积减少,中等生态风险、较高生态风险区面积增加。年降水量、年均气温、距城镇距离、人口地理集中度指数、人口经济地理集中度不一致指数是影响区域景观生态风险的主要因素,在交互探测中年降水量与年均气温、人口地理集中度指数与人口经济地理集中度不一致指数、年降水量与人口地理集中度指数交互作用对景观生态风险的影响较大。     

流域景观结构的城市化影响与生态风险评价

以南京市九乡河流域为研究区域,以2003、2009年两期遥感影像数据为基本信息,在构建生态风险指数的基础上,利用ARCGIS的空间分析功能,揭示了城市化对研究区景观结构的影响,生态风险的时空变化以及城市化与生态风险之间的关系。结果表明：2003-2009年,城市化过程使流域的景观结构发生较大变化,建设用地大幅增加,分离度降低,而耕地则大幅减少,耕地、水域、草地等景观类型的分离度、破碎度增加;流域生态风险程度从中度/低风险向中度/较高风险转变,生态风险有增加的趋势;生态风险的空间差异明显,生态风险较低的区域主要集中在流域南部青龙山一带,较高的区域主要集中在西北部地区,中度风险区集中在流域中部的平原农业区;城市化对生态风险的正效应明显,生态风险随着城市化水平的增加而升高。