区域农田景观格局对麦蚜种群数量的影响

明确农田景观格局对麦田蚜虫种群的影响,是开展区域性害虫生态调控的重要理论依据之一。以区域性小麦种植区为研究对象,基于遥感影像与土地覆盖分类数据以及田间调查的蚜虫种群数据,计算景观格局指数,使用负二项分布的广义线性模型从农田景观、非作物生境景观和区域景观3个方面分析了区域农田景观格局对麦田蚜虫种群的影响。结果表明,蚜虫种群的数量与草地的平均斑块面积和最大斑块指数显著正相关,与县域的平均几何最邻近距离和面积加权平均斑块面积显著负相关,与耕地的面积加权平均斑块面积显著负相关,与耕地的斑块密度显著正相关。草地斑块面积的增大、区域景观与耕地的破碎化、区域景观的聚集会促进蚜虫种群数量的增加。使用草地的斑块面积和最大斑块指数、区域景观的平均几何最邻近距离可以预测蚜虫种群的发生量。非作物生境草地的斑块面积、耕地的破碎化、区域景观的空间分布及破碎化是影响麦田蚜虫种群发生的重要景观因素。     

气候、植被和地形对大兴安岭林火烈度空间格局的影响

在北方森林中火干扰是森林景观变化的主导因素。林火烈度作为衡量林火动态的重要指标,较为直观地反映了火干扰对森林生态系统的破坏程度,其空间格局深刻地影响着森林景观中的多种生态过程(如树种组成、种子扩散以及植被的恢复)。解释林火烈度空间格局有助于揭示林火干扰后森林景观格局的形成机制,对预测未来林火烈度空间格局以及制定科学合理林火管理策略均有重要意义。基于LandsatTM/ETM遥感影像,将2000—2016年大兴安岭呼中林区的36场火的林火烈度划分为未过火、轻度、中度、重度4个等级。采用FRAGSTAT景观格局分析软件从类型水平上计算了斑块所占景观面积比、面积加权平均斑块面积、面积加权平均斑块分维数、面积加权边缘面积比、斑块密度5个景观指数,以对林火烈度空间格局进行了定量化描述。并且采用随机森林模型,分析了气候、地形、植被对林火烈度空间格局的影响及其边际效应。通过研究得出以下结果:(1)相对于未过火、轻度、以及中度火烧斑块,重度火烧斑块的面积更大、形状更简单;(2)海拔对重度火烧斑块的空间格局起着至关重要的作用,其次是坡向、坡度、植被覆盖度、相对湿度、温度等;(3)随着海拔的升高,面积加权平均斑块面积和面积加权平均斑块分维数的边际效应曲线呈上升趋势,而面积加权边缘面积比和斑块密度呈下降趋势;除了面积加权平均斑块面积外,都受到火前植被覆盖度的影响,且植被覆盖度为0.2—0.3范围内,重度火烧斑块在景观中所占比例最大。总的来看,2000—2016年大兴安岭呼中森林景观中重度火烧斑块与未过火、轻度以及中度火烧斑块存在显著差异性。相对于气候,地形和植被对于塑造重度火烧斑块空间格局具有重要作用。因此,应针对重度火烧区域进行可燃物处理,从景观层面上合理配置森林斑块,从而降低高烈度森林大火发生的风险。     

黑河中游湿地景观破碎化过程及其驱动力分析

在遥感和GIS技术支持下,基于1975-2010年长时间序列遥感影像,选取斑块密度指数(PD)、景观内部生境面积指数(IA)、斑块平均面积指数(MPS)、斑块形状破碎化指数(FS1、FS2)等具有典型生态意义的景观指数模型,系统分析了黑河中游湿地景观的破碎化过程,并结合灰色关联分析、主成分分析等方法,探讨了影响研究区湿地景观破碎化过程的各驱动因子.结果表明:近35年来,研究区湿地景观破碎化主要表现为斑块平均面积的萎缩,斑块密度的上升以及斑块形状破碎化指数的增大.整个研究时段内,研究区湿地斑块平均面积减少了48.95hm2,斑块密度的上升0.006个/hm2;导致黑河中游湿地景观破碎化发生和发展的驱动力包含自然和人文两个方面.自然因子对湿地景观破碎化进程的影响则主要体现在气温和降水上,而且气温对湿地景观破碎化进程的影响程度明显大于降水.但在1975-2010年间的这一较小时间尺度上,人类活动对湿地景观破碎化的贡献率明显高于自然因子,人类活动能力的增强以及影响范围的不断扩大是引发黑河中游湿地景观破碎化的主因.     

区域农田景观格局对麦田天敌瓢虫群落的影响

【目的】明确农田景观格局对麦田天敌瓢虫种群的影响,为开展区域性害虫生态调控提供理论依据。【方法】以山东省22个县市区域的小麦种植区为研究对象,基于遥感影像与土地覆盖分类数据以及田间调查的瓢虫种群数据,计算景观格局指数,使用负二项分布的广义线性模型从农田景观、非作物生境景观和区域景观3个方面分析区域农田景观格局对麦田天敌瓢虫群落的影响。【结果】麦田瓢虫种群数量与草地的平均斑块面积(mean patch area,AREA_MN)和面积加权平均斑块分维数(area-weighted mean patch fractal dimension,FRAC_AM)、区域景观的斑块丰富度密度(patch richness density,PRD)呈正相关,与非作物生境的面积加权平均几何最邻近距离(areaweighted mean Euclidean nearest neighbor distance,ENN_AM)呈负相关。草地、聚集的非作物生境以及多样性的区域景观有利于天敌瓢虫种群数量的增加。使用草地的平均斑块面积和非作物生境的面积加权平均几何最邻近距离可以预测瓢虫的发生量。【结论】作为非作物生境的草地、非作物生境的空间分布及区域景观的多样性是影响麦田天敌瓢虫发生的重要因素。     

基于移动窗口法的海岛型城市景观破碎化及其驱动机制分析——以福建省平潭岛为例

海岛型城市景观破碎化时空演变规律分析, 可以为海岛景观管理及生态城市建设提供科学依据。利用平潭岛2000、2009和2015年3期Landsat ETM+和SPOT_遥感影像数据及社会经济数据, 基于ArcGIS10.2和Fragstats3.4软件, 采用移动窗口法、转移矩阵、主成分分析等对平潭岛景观破碎化及其驱动机制进行研究。结果表明: (1)耕地和林地是平潭岛的景观基质, 各地类之间变化主要表现为居住地和工矿交通用地的空间扩张。(2)15年间平潭岛景观破碎化的空间分布主要体现在中心商务区、科教文化区、海坛湾及坛南湾附近; 在不同地类尺度上, 工矿交通用地的斑块数和景观形状指数差值最大,最大斑块指数和聚集度指数最大的是居住地; 在不同乡镇尺度上, 中楼乡的斑块数和斑块密度差值最大, 最大斑块指数负向差值最大的是幸福洋。(3)政策因素是平潭岛景观破碎化的根本原因; 社会经济活动则对各景观类型变化产生直接影响。     

秦岭中段南坡景观格局与大熊猫栖息地的关系

景观格局是各种生态过程在不同尺度上作用的结果 ,同时景观格局强烈影响着生境内种群的生物学过程 ;种群的结构和分布状况同栖息地景观格局之间存在一定的联系。借助遥感和地理信息系统软件 ,对秦岭中段南坡地区 3个保护区 (佛坪、长青和观音山 )大熊猫栖息地的景观格局及其与大熊猫活动痕迹密度之间的关系进行了研究。该研究首先绘制了景观类型格局图并进行总体斑块格局分析 ,其次分别从保护区尺度和 1km2 尺度分析平均斑块分维数、破碎度指数和香农多样性指数 ,以进行比较 ;最后在 1km2尺度上统计分析大熊猫活动密度同景观格局指数分布的相关性。研究结果表明 :(1)各自然保护区内的景观格局存在着差异性 ,佛坪保护区景观多样性水平较高 ,长青保护区居中 ,观音山保护区最低 ;(2 )各保护区内部受人为干扰和生境恢复程度不同 ,使得景观破碎化程度在佛坪保护区最低 ,长青保护区居中 ,观音山保护区最高 ;(3)大熊猫活动密度有集中分布的趋势 ,高密度区域主要分布在佛坪中部和长青北部 ;(4 )在 1km2尺度 ,3个保护区大熊猫活动痕迹密度同景观指数格局之间存在不同的相关性 ,说明不同的景观格局会影响到大熊猫的活动和生境利用。     

甘肃金水湖国家湿地公园景观自然性的时空异质性

景观自然性体现了各景观要素的时空分布格局,对提高生态系统的整体性和稳定性有重要意义.通过解译2003年、2009年和2015年3个时相的遥感影像,利用GIS和层次分析法,研究了甘肃金川金水湖国家湿地公园景观自然性变化规律.结果表明:随着时间的变化,景观结构中景观多样性指数、均匀度指数、斑块丰富度呈增加趋势,景观优势度、景观分离度呈减小趋势;提供栖息地、植物群落维持功能、面积加权平均斑块分维数、植被覆盖度等生态功能指标呈增大趋势;人工干扰指数、人工景观平均面积等生态学干扰指标呈减小趋势,湿地公园的景观自然性指数由2003年的0.4761增加至2015年的0.7485.湿地公园保育和恢复工程的实施改变了土地覆被结构,增强了生态系统的稳定性、生态弹性和服务价值,较大程度上提高了金水湖国家湿地公园的景观自然性.     

河流城市土地利用景观格局变化及其生态风险分析——以江西省德兴市为例

利用德兴市2000年、2005年、2010年和2014年4期的TM遥感解译数据,在GIS和景观格局分析软件支持下,对该区域2000年—2014年的土地利用景观格局变化及其生态风险进行了分析。结果表明:2000—2014年间,林地是区域主导的景观类型,占总面积达80%以上,且德兴市土地利用景观格局发生了较大的变化,其中建设用地景观面积大幅增加(增加了1725.9 hm~2),而耕地、林地、水域和其他用地景观面积减少。2000—2014年德兴市土地利用景观的斑块数、多样性指数和均匀度指数处于降低趋势,斑块结合度指数处于增加趋势;斑块数、斑块密度、边界密度表现为先减后增再减的过程,分离度、分维数、蔓延度指数变化表现为先增后减再增的过程。德兴市的土地生态风险处于低生态风险,但风险指数呈上升趋势。     

海岛植被景观异质性空间特征对地形变化的响应——以大长山岛为例

海岛植被景观异质性作为海岛生态系统健康状况的重要表现形式之一,其变化过程与机制影响着海岛生态系统生态学过程。本文利用遥感技术和景观生态学方法,以大长山岛作为研究对象,识别了海岛植被景观异质性空间变异对地形因子的响应规律。结果表明:1)高程、坡度与植被景观异质性参数在空间上显著相关,并具有相似的变化趋势,与其负相关依次为:面积加权平均斑块分维数(AWMPFD)总边缘长度(TE)斑块数量(NP)面积加权平均形状指数(AWMSI),与其呈正相关的为:平均斑块大小(MPS)平均斑块边缘密度(MPE)。2)坡向对植被景观异质性影响不明显,在小尺度区域内,坡向与TE、MPE相关性不显著,与其他4个景观指数弱相关。     

二维与三维景观格局指数在山区县域景观格局分析中的应用

景观格局指数是景观格局分析中常用的定量分析工具,而传统二维景观格局指数却忽略了地形对景观的影响,在定量描述山区景观格局时可能存在一定局限.本文以典型山地丘陵区山东栖霞市为研究区,在地形结构分析的基础上,选择面积/密度(类型面积、平均斑块大小)、边缘/形状(边缘密度、景观形状指数、平均斑块分维数)、多样性(香农多样性指数、香农均匀度指数)、聚散性(聚集度)4个方面的8个景观格局指数,比较分析传统二维景观格局指数与三维景观格局指数对山区景观格局及其动态变化定量描述的差异.结果表明:三维类型面积、平均斑块大小和边缘密度与其相应二维指数差异显著,三维景观形状指数、平均斑块分维数、香农多样性指数和香农均匀度指数与其相应二维指数差异不显著,三维聚集度与二维聚集度无差别.由于采用斑块表面面积和表面周长计算三维景观格局指数,采用各斑块的投影面积和投影周长计算二维景观格局指数,所以在描述山区景观面积、密度、边界等指标时三维景观格局指数相对精确,但在测定景观形状、多样性和聚散性等指数时,则与传统的二维景观格局指数差异不显著.三维景观格局指数引入了地形特征,对景观格局及其动态变化的反映相对精确.     

人工林与天然林破碎化过程差异对比——以美国华盛顿州和密西西比州为例

森林损失和破碎化一直是国际社会普遍关注的重大环境问题之一。根据Forman景观变化包括穿孔、分割、破碎化、收缩和消失5种空间过程的理论,利用ArcGIS Modeler建立森林破碎化过程模型用以明确描述森林景观破碎化的空间过程和生态进程。基于NLCD2001、2006、2011 3期数据,以美国华盛顿州和密西西比州为研究区,利用森林破碎化过程模型,将森林损失斑块分为4种破碎化过程(分割类型因其线状特征被归入破碎化类型),对比分析天然林和人工林的破碎化过程在时空上的差异性。研究表明天然林破碎化斑块多分布于城市/森林、耕地/森林、以及灌木/森林的交界处,而人工林破碎化斑块分布格局较为零散;天然林中破碎化斑块和收缩斑块大多发生在上阶段收缩、破碎化以及穿孔斑块的边缘,而人工林中4种空间过程的承接关系不像天然林那么明显,但两者整体上都呈现相似的"收缩-消失-穿孔/破碎化"变化规律,主要表现为收缩类型占主导然后慢慢消退,穿孔和破碎化逐渐增多占据新的主导。     

基于不同视角与方法的北京市密云区生境规划对比

由快速城市化导致的生境破碎化严重影响了生态系统的服务功能。因此,保护与规划城市生境尤为重要。然而目前科学的生境规划设计方法仍有待探索,因为生境的定义具有不同的视角与内涵。基于保护生物学与景观生态学理论,对比了物种视角与景观视角下的2种规划思路,并结合北京市密云区的生境规划,分析对比2种方法的规划结果。在物种方法中,首先选取承担多种生态作用的豹猫为目标物种,运用HSI模型并结合专家赋值法和层次分析法确定每个评价因子的权重,最后通过ArcGIS计算选取高适宜性源地并建立生态网络。景观方法则基于ArcGIS、Guidos、Conefor等软件平台,采用MSPA和景观连通性分析方法,选取重要核心区源地并建立景观生境网络。研究结果表明,2种方法的源地分布差异较大。因此生境规划不能盲目选择一种方法,需有机结合2种方法得到源地与廊道结果。根据地块承载的生境生态功能重要程度确定源地核心保护区,以实现最佳的生境规划和有效的生态系统服务。     

卧龙自然保护区大熊猫生境破碎化研究

生境破碎化主要有两个方面,一是形态（景观结构）上的破碎化;二是生态功能上的破碎化,将景观连接度的概念引入卧龙自然保护区大熊猫的生境评价研究中,通过选择影响大熊猫生存的３种典型景观因子;地形高度,地形坡度和食物来源,从生态功能上研究３种景观因子由于空间组合的不匹配而形成的生境破碎化现状,在生物各景观因子重要性的基础上进行景观连接模糊相对赋值,并建立景观连接度评价模型,在地理信息系统支持下,研究了卧龙     

大青山自然保护区人为活动空间分布及其对景观格局的影响

本文基于森林资源清查数据和野外调查资料,应用GIS空间分析技术和景观指数方法,研究了内蒙古地区的大青山自然保护区内西部、中部和东部3个分区中3种人为活动影响（居民点、道路、其他影响源）的空间分布、影响贡献率及其对景观格局的影响.结果表明： 自然保护区中人为活动影响强度在东西部较高、中部较低.在3个分区中,西区的景观格局主要受到其他影响源的作用,使其针叶林、阔叶林、灌木林的景观格局趋于聚集分布;中区的景观格局主要受到道路的影响,使其阔叶林与灌木林景观斑块聚集程度降低;东区的景观格局主要受到居民点的影响,使其针叶林与阔叶林破碎度增加,灌木林与草地的景观斑块聚集度明显增大.     

基于高分辨率卫星遥感影像的2003-2009年崂山自然保护区景观格局动态变化分析

崂山自然保护区是我国同纬度地区植物种类最多、植物区系成分最复杂的地带,也是迁徙候鸟的重要中转站和栖息地。本文基于崂山自然保护区2003年和2009年的高分辨率卫星遥感影像进行生态系统分类,开展景观格局动态变化分析。研究发现：2003年到2009年间,针阔混交林和旱地的面积呈减少趋势,而居住地、工业用地和交通用地等与人类活动关系密切的景观类型则增加;整体而言,生态系统类型并没有增加,景观内部各斑块类型面积分配比例趋向均衡,其中核心区基本保持不变,而缓冲区和实验区景观内部各斑块破碎化程度加重,趋向小块离散分布;缓冲区和实验区的农田转化为居住地、工业用地和交通用地,其中实验区变化最为剧烈,主要受人为驱动力影响,实验区长期处于无监管状态,是其剧烈变化的最主要原因。     

济南城市森林景观生态格局

城市森林景观生态格局研究不仅是城市森林系统规划与城市生态建设的基础和前提,而且是优化城市空间结构、充分发挥城市森林生态功能以及创建生态宜居环境的重要途径和手段.本研究以RS和GIS技术为支撑,通过总体景观生态格局定量分析和梯度分析等研究方法,采用10个景观指数从斑块水平和景观水平两方面,对济南市建成区城市森林景观生态格局进行定量分析,并提出优化对策.结果表明: 济南市建成区城市森林覆盖率为15.8%;城市森林总体景观生态格局在景观水平上表现为城市森林景观斑块类型较齐全、景观破碎化程度较大、各类型城市森林所占面积存在差异、以大斑块为主且同种斑块高度连接,在斑块类型水平上表现为生态公益林以大斑块为主且占优势地位、风景游憩林形状较规则且以大中型斑块为主、道路林及附属林形状复杂且以小斑块为主、生产经营林缺乏;在斑块类型水平上,以风景游憩林为主导类型、生态公益林斑块面积最大、道路林及附属林破碎度大,在景观水平上,城市中心森林景观破碎度大、人为干扰严重、景观形状复杂;在城市森林景观生态格局分析基础上,提出“一环二网、三片四轴、多点棋布”的济南市城市森林生态网络构建方案,从而加强各类型城市森林的连接度,发挥大尺度生态系统的整体生态效益.     

Landscape Transformations and loss of Atlantic Forests: challenges for conservation

Regions of intense fragmentation and landscape transformation can indicate patterns of conversion of forest areas in space and time, challenging the resilience of ecosystems and driving the degradation of natural resources. In this study, we analyzed the dynamics of use, loss, and gain of Atlantic forests in the southern region of Bahia State in the last thirty-four years (1985–2019) based on pre and post-implementation of forest production policies. The area has ecological, historical, and cultural importance, and is the most conserved portion of the Atlantic Forest in northeastern Brazil. From the remote sensing products of the MapBiomas Project and spatial analyses of land use and forests, we evaluated a conflicted region that has 751 km of coastline and seventy municipalities. Our results indicate a degraded landscape, with 59% of the territory occupied by anthropogenic activities and intense fragmentation. The planting of eucalyptus forests and pasture stood out as landscape modifiers. The results show a loss of 328,595 ha of Atlantic Forest in the period under study, with a large part of this area being replaced by planted forests of Eucalyptus sp derivated the policies economics of the sector. It is urgent to consider the recovery of the Atlantic domain, prioritizing the capacity of ecosystems, especially in the Decade of Restoration.     

区域生态风险评价——以呼和浩特市区为例

区域生态风险具有大尺度、多因素、多风险受体的特点,难以直接定量;从生态风险的定义出发,构建景观破碎度和面积加权生态价值指数评价区域生态风险,并以ArcGIS和Fragstats软件为研究平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布规律。以2006年Spot卫星遥感数据解译的呼和浩特市区土地利用图为例,研究结果表明生态风险值范围在0.04-0.26之间,空间梯度差异明显,风险较高区域为东北部的大青山山区以及西南角的平原农业区,北部风险驱动力主要来自土壤侵蚀、地下水源地水位下降、水质恶化以及林地的退化;南部则是快速工业化导致林地、草地、特别是耕地景观转换为居民与工矿用地景观。案例研究结果表明所建方法直观、简便,可定量描述区域景观生态风险的相对大小和空间分布规律。     

新疆额河河谷林区景观格局对杨树植食性昆虫危害的影响

开展森林景观格局与植食性昆虫危害关系的研究,是构建景观生态安全格局和实现有害生物生态调控的重要理论依据。在额河河谷林区开展实地调查获取杨树植食性昆虫危害数据,基于遥感数据提取景观格局相关指数,使用线性混合效应模型（Linear Mixed-Effects Models）分别从景观水平和景观类型水平上分析了林区景观格局与林地、耕地、草地和荒地的景观格局对两种植食性昆虫危害的影响。结果表明在额河河谷林区中,景观破碎化是造成两种植食性昆虫危害加重的关键,但食叶率和潜叶蛾虫口密度对景观格局的响应不完全一致;景观水平下,景观丰富度和景观连接度越高,食叶率越高,平均斑块面积与潜叶蛾虫口密度呈显著负相关;景观类型水平下,林地的斑块数量越多,额河河谷林区受到的植食性昆虫危害越严重,耕地面积的增加导致潜叶蛾虫口密度上升,荒地的景观凝聚力指数和草地的平均斑块分维数与食叶率呈显著正相关。因此在优化景观格局时,合理规划景观组成并减少景观破碎化有助于维持经济发展和生态保护的平衡,促进森林的可持续发展。     

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。