基于GIS的城市绿地景观引力场研究——以宁波市为例

城市绿地是城市用地的重要组成部分 ,也是城市生态系统的一个子系统。城市绿地景观的评价是城市生态系统研究的重要课题之一。在 GIS技术支持下 ,对城市绿地景观进行了研究。在研究过程中 ,将物理学中“场”的相关理论引入城市绿地景观的研究 ,提出绿地景观引力场的概念及评价方法。绿地景观引力场是城市绿地系统为城市居民提供服务能力的大小或潜力 ,其主要影响因素有绿地景观本身的质量、城市人口分布状况、城市土地利用现状、城市主要交通设施等。在研究中需要建立以下相关模型 :城市阻力的空间分布模型、城市人口的空间分布模型、城市公共绿地的空间分布模型、城市绿地景观引力场的空间分布评价模型。研究结果得出以下结论 :(1)景观引力场用于城市绿地系统的评价 ,能够更好地反映城市绿地的空间分布格局 ;(2 )丰富了城市绿地系统评价的指标内容和评价方法 ;(3)该方法从景观设计上提供了一个可供决策参考的依据 ;(4 )景观引力场还可用于城市其它服务设施的合理性与有效性的评价与研究。     

基于景观生态学“源-汇”理论的市域尺度生态功能分区——以内蒙古通辽市为例

市域尺度的生态功能分区对于市域生态资源的有效保护和合理利用起着不可替代的指导作用。现阶段较为被动而静态的功能分区研究忽视了市域生态资源在城镇化发展中的剧烈变化。而景观生态学的"源-汇"概念和相关手段,将区域生态功能空间格局与不断变化的生态过程之间建立了联系,在生态功能分区科学理性的研究实践中运用前景广阔。运用景观生态学"源-汇"理论,以内蒙古通辽市为例,通过对于研究区域中"源"景观的划分,设定不同景观要素的阻力值,构建基于"源"动态特征的最小累计阻力模型,计算得出阻力面。并进一步通过寻找阻力面突变点来确定分区阈值,最终确定通辽市域尺度生态功能的5大分区,最后提出有针对性的分区管控措施与指引。研究将市域生态要素在城市化下的动态演变与生态安全格局进行有机关联并制定科学的分区策略,为市域生态空间的优化及管理提供了理论依据。     

景观格局-土壤侵蚀研究中景观指数的意义解释及局限性

景观格局分析是景观生态学研究的重要组成部分。景观指数是景观格局分析的有力工具。近年来,景观格局与土壤侵蚀关系的相关研究增多,常规景观格局指数得到应用。但针对土壤侵蚀过程的景观指数意义解释不足,景观指数在刻画景观格局-土壤侵蚀过程关系存在局限。选择了连接性、多样性、边界/斑块密度、形状4个方面的12个常用景观指数,对这些指数在景观格局-土壤侵蚀过程关系研究中的意义进行阐述,对指数应用的局限性及其原因进行了分析。景观数据属性、景观指数本身性质和土壤侵蚀过程的复杂性使得常规景观格局指数在景观格局-土壤侵蚀关系研究中存在不足。这3方面的影响使得常规景观格局指数与土壤侵蚀表征变量之间不存在确定的关系,从而难以通过景观指数来表征景观土壤侵蚀特征。缺乏土壤侵蚀过程基础是常规景观指数在土壤侵蚀研究应用中存在局限的主要原因。因此,构建基于土壤侵蚀过程的景观指数是景观格局-土壤侵蚀关系研究的需要和新的发展方向。     

山西高原草地景观的数量分类与排序

草地植被空间格局研究是草地景观研究中一项重要的基础工作。空间格局研究不仅限于描述景观的空间特征,而是要深入分析空间格局的分布规律及影响格局形成的原因及机制。以1∶50万《山西省草地类型图》、《山西省行政区域图》及《山西省地形图》为主要信息源,借助GIS技术,应用TWINSPAN和DCA对山西高原草地景观的1127个样方进行研究。结果表明:(1)在TWINSPAN分类结果中,31个群丛组从左到右的排列顺序很好地揭示了山西高原草地景观的纬向地带性分布规律。即从40°43'N向34°34'N依次分布着北部草原、中部灌草丛和草丛及南部的暖温带草丛。(2)1127个样方DCA排序图纵轴揭示了明显的海拔梯度,即由上至下海拔逐渐降低,相应地草地景观变化为亚高山草甸、灌草丛、草原及河漫滩草甸;DCA排序图的横轴揭示了明显的水分梯度,即从左到右水分逐渐增加。两大优势群丛组样方及44个优势群丛组物种DCA的排序图都很好地刻画了山西高原水热组合的变化,即从西北向东南由于地形地貌引起的水热组合由冷干向暖湿逐渐变化,水热组合的梯度变化进一步影响了草地景观整体的空间分布格局。(3)GIS技术与数量生态学方法相结合有助于丰富景观生态学研究的技术体系。     

景观格局指数间相关关系对植被覆盖度等级分类数的响应

运用景观指数进行景观格局分析已成为景观生态学的主要研究方法。但是,由于景观本身的复杂性以及景观格局指数之间的相关性,其应用与发展受到制约。选用面积/周长/密度、形状和蔓延度等3类共28个指数,以广州市中心城区为研究区域,以TM遥感影像为数据源形成植被覆盖度等级图,在景观类型水平上探讨各类型内指数之间的相关性及其对景观分类数的敏感程度。相关性分析表明:景观格局指数间都存在一定的相关性,但是相关程度差异较大,其中面积/周长/密度类指数间的相关性最强,蔓延度类指数其次,形状类指数间独立性相对较强。敏感性分析结果显示:117个指数对的相关关系都随景观分类数发生变化,根据其变化类型和程度,可以分为简单型、分段型、复杂型等3种指数关系响应的类型,分别包括12、31和74对指数;敏感曲线还表明4或5是指数对之间相关关系最敏感的分类数;不仅如此,分类数对景观格局指数之间相关关系的影响程度因景观格局指数所属的类别而异,面积/周长/密度类型指数不敏感,其次是蔓延度类指数,最敏感的是形状类指数;最后,研究结果表明景观格局指数间的相关性对分类数的敏感性存在较大的空间变异。     

40多年来塔南策勒绿洲动态变化研究

 利用策勒绿洲1956、1990和1998年3个不同时期的遥感数据（航片、TM和SPOT）进行配准、解译与分类处理,比较分析绿洲40多年来的动态变化,并从自然和人为因素两个方面探讨绿洲变化的原因。结果表明,从1956年到1998年策勒绿洲西北部的景观格局发生了显著变化,绿洲面积增加了近20％;林地的分布明显改变;河道发生显著位移,据实地调查大约向北移动400 m。对1990年TM与1998年SPOT分类数据,用FRAGSTATS软件计算景观格局指数并比较分析,发现研究区的绿洲、绿洲 荒漠交错带、荒漠和沙丘4种景观类型发生了明显的变化。绿洲面积增加而斑块数减少了近一半;交错带面积减少而斑块数增加了35％;荒漠面积减少而斑块数增加了60％;沙丘面积基本没有变化但斑块数减少了20％。绿洲变化的总体趋势是人工绿洲的面积增大而绿洲 荒漠交错带的面积明显减少,同时整个绿洲的破碎度增加而连通性降低,绿洲的稳定性和自我调节的功能下降。     

生态学的时空特性(英文)

 众所周知,几乎所有的生态学特征和现象都受限于一定的时间和空间。因此,相应的科学假设和相关的生态学结论也只能基于这些特定的时空尺度范围。我们利用颇为熟知的事例,引用生态学文献中的具体实例,提纲挈领地论述了时空在生态学研究中的重要性。这些实例包括我们在长白山对云、冷杉(Picea jezoensis, Abies nephrolepis)林林冠结构的模拟、在北美应用遥感和气象方法对碳通量的估算,以及测定湿地生态系统对加温的反应等。文中所涉及的所有生态学现象,对时间和空间都有强烈的依赖性。因而, 从生态学问题的提出,到科学假设的演绎,以至试验设计和综合数据分析,都必须以时、空为前提,才不至于导致荒谬结论。     

北京市农业景观生态与美学质量空间评价

选择了重点反映农业景观生态与美学功能的生态系统功能、自然性、开阔与多样性、污染概率和整洁度等10个单一空间显性指数,基于田间调查和专家系统赋予其不同权重,构建了农业景观质量综合评价指标,并基于地理信息系统支持下的土地利用数据和利用遥感获得的植被指数,对北京市农业景观质量及其空间差异进行了评价.结果表明：北京市农业景观质量的区域差别较大,城区及小城镇边缘的农业景观质量最差,近郊外围及远郊区较好;北京市农业景观的优劣主要与地形和人为压力有关.基于空间信息技术和景观指数,在大尺度上构建的综合指标体系,对评价农业景观质量的空间差异具有重要意义.     

2000-2010年武汉市中心城区湖泊景观变化

武汉雅称"百湖之市",湖泊是武汉市的重要名片。以2000、2005和2010年三期Landsat TM数据为数据源,采用归一化差异水体指数(NDWI)提取湖泊水体信息,建立了各个时期武汉市中心城区湖泊矢量图层,计算了湖泊的面积萎缩率、斑块分维数和破碎度等景观指数,对2000—2010年武汉市中心城区湖泊变化特征进行了分析。研究表明,武汉市各个湖泊均有不同程度的萎缩,湖泊面积萎缩率大小和其所隶属的环线及政策因素有较大的关系;各湖泊斑块分维数在1-1.3之间,并越来越接近于1,表明在人类活动持续影响下,其形状变得越来越规则;同时斑块数目增加,湖泊在面积萎缩的同时,也变得越来越破碎,研究显示主要是道路修建所致导致的湖泊分割,湖泊被分割后,自净能力下降,会导致水体污染而最终被填埋。总之,10年武汉市湖泊景观环境朝着不良方向发展,应该制定更严格的政策进行水域管理。     

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。