中巴资源卫星双台子河口湿地景观格局变化研究中的应用

黄河三角洲湿地是中国最大的新生湿地生态系统.水沙是湿地发生景观格局变化最重要的驱动因子,因此,研究水沙对黄河三角洲湿地景观格局的影响具有重要意义.利用黄河三角洲湿地1976、1984、1992、1996、1999、2001、2004、2006、2010、2014年共10期的遥感影像解译数据,黄河下游利津水文站1976—2014年的实测数据及野外实地调查资料,系统分析了水沙变化对黄河三角洲湿地景观格局的影响,以及景观格局指数与水沙变化间的关系.研究结果显示:1976—2014年黄河三角洲湿地的斑块面积减少,斑块个数、斑块密度增加,湿地破碎化程度加剧;2002年小浪底调水调沙后,湿地景观格局指数逐步回升并趋于稳定;黄河三角洲湿地景观格局变化与利津站径流量、输沙量、含沙量具有显著的相关关系.研究结果可为黄河三角洲湿地生态系统保护、修复与治理提供科学依据.

以1975年和2005年的土地利用图为基础图件,以各个县市为研究单位,提取各个县市的土地利用数据,分析三峡库区近30年来土地利用动态度的变化、土地利用程度的变化;然后接合景观生态学的理论,引入了斑块平均面积、景观的多样性与景观破碎度,寻找分异特征。研究表明,三峡库区近30年各类建设用地的变化速度>河流水域的变化速度>林地、草地的变化速度>耕地的变化速度;各县市土地利用程度在增加;各个景观指数的变化在各个地域分布上的变化趋势是不一样的,土地利用对景观格局的影响比较和缓,三峡库区景观的多样性在减少。

基于landsatmss和tm影像数据,应用rs、gis软件和景观生态学方法,以拜泉县为例分析了1979～1990年、1990～2001年两个时段土地利用及景观格局的动态变化情况。结果表明,拜泉县以农田和建设用地为主,林地大幅度增加,各土地利用类型相互转移,从1979年到2001年,农田面积减少了15.53%,林地、水体、草地、建设用地面积分别增加了710.71%、66.44%、13.73%和133.69%,土地利用率逐渐提高。运用分维数、优势度指数、破碎度指数、多样性指数等景观指数分析了拜泉县景观格局变化过程,斑块数总体呈增加趋势,表明景观整体上破碎化程度增加,这是因为人类对生态环境的干扰越来越大。

为揭示湖北省黄石市土地利用景观格局的发展变化,合理利用土地,选取2004、2011、2016年3期的landsat遥感影像,采用景观生态学原理和gis技术,对各类用地进行土地利用变化分析。选取斑块数量、斑块密度、聚集指数、最大斑块指数、景观形状指数、蔓延度指数、香农多样性指数、香农均匀度指数8个指数进行分析,研究黄石市近15年的景观格局的发展规律。结果表明:农田、建设用地面积增加,林地、水域面积基本保持不变,裸地数量大量减少,景观连接性减弱,破碎度增加,景观格局复杂性增加,景观格局受人类活动影响加剧。

以永定河流域为研究对象,对1978～2009年间6期遥感图像的土地利用情况进行解译,运用景观格局指标,分析永定河流域景观格局动态变化.结果表明:32年来永定河流域以农、林、草业景观为主,耕地面积有下降趋势,林地面积2000年最低,后缓慢上升,水域面积近10年下降明显.景观破碎化程度呈不断上升的趋势,多样性指数逐步升高,景观类型均匀度总体有下降趋势,景观类型转移概率矩阵表明,林地最为稳定,干旱河道的变化最大.

对鸭绿江口湿地的土地利用状况进行景观分类,利用tm影像进行人机交互式判读解译,获得了该区域现状和丹东港规划完成后景观解译图,并开展了港口建设对湿地景观格局的影响及其生态效应的评估。结果表明,港口建设后,湿地景观面积几乎没有改变;除了建筑用地斑块数量增加外,其他斑块数量均减少,但变化不明显;湿地景观指数中,香农多样性指数(shdi)和香农均匀度指数(shei)增加,优势度指数(d)和蔓延度(contag)下降,平均斑块分维数(mpfd)几乎没有变化;这些变化表明,湿地的景观格局并没有发生明显变化,因而对生物多样性影响不明显。然而景观的生态服务功能结果显示,港口建设对湿地生态系统造成许多不可逆的影响,导致生态服务功能在一定程度上退化。

以滦河流域为研究区域,基于swat模型模拟1976-2012年滦河流域的水沙过程,分析2000年京津风沙源治理项目实施前后流域产水产沙时空格局变化;研究1980-2010年流域景观格局变化特征,揭示景观格局变化的水沙响应;应用spearman相关分析法分析流域景观格局变化对水沙过程的影响.结果表明:与20世纪80年代相比,2010年流域林地和建设用地增加,其他用地类型减小;流域景观集中程度提高、连通性变优、优势斑块显著、形状趋于规则、多样性减少、破碎化程度降低、景观类型向非均衡方向发展;流域年均地表径流减少9mm,产水量增加5.44mm,产沙减小1.59t/hm2;地表径流减少区域占全流域89.32％,产水量增加区域占76.71％,产沙量减少区域占93.89％;地表径流、产水、产沙与林地面积呈负相关,产水与草地面积呈正相关,地表径流、产沙与农业用地面积呈正相关;地表径流、产水、产沙与景观形状、shannon\"s均匀度、景观分离度呈正相关,与蔓延度、最大斑块指数呈负相关;产水、产沙与斑块密度和shannon\"s多样性指数呈正相关;工程治理后,流域年均径流量与产沙量显著下降,产水产沙高值区显著缩小,产沙关键区域仍需治理.

以河南省1980年代和2005年土地利用/覆盖分类图为数据源,通过类型面积差异检测统计和景观格局指数计算,对1980s—2005年6种主要土地利用/覆盖类型的演变情况和景观格局变化进行了现状和动态分析。结果表明:(1)两个时期河南省耕地面积比重始终最大,未利用土地面积始终最小。从1980s—2005年,耕地面积总体减少的最多,建设用地面积总体增加的最多,引起土地利用/覆盖变化的主要人为驱动因素是人口增长、经济发展、城镇化推进和行政因素。(2)1980s—2005年,景观水平指数斑块个数、斑块密度、平均斑块形状指数、平均斑块分维数、shannon多样性指数和shannon均匀度指数呈增大趋势,而最大斑块指数、聚集度指数、蔓延度指数和优势度指数处于降低趋势。最后,针对土地利用过程中存在的问题,提出了今后土地资源可持续利用上的建议。

选择2007年的landsat-5影像和2016年的landsat-8影像,对徐州故黄河流域内的景观格局进行分析,结果表明,徐州故黄河流域的耕地面积减少,建设用地增加明显,林地和水体景观面积略有增加,景观变得破碎化,稳定性下降。建议今后在人类的活动中,增加林地和水体面积,提高故黄河的生态服务功能。

本文选择崇明东部为研究区域,利用gis和rs技术对1988、1997年和2005年卫片和航片进行了提取、分类和分析,并计算了景观格局指数,分析了近20年来土地利用及景观格局变化。结果表明:耕地基本没有变化,河流水体、农村居民点等不断增加,潮滩大大减少,城镇发展缓慢,随着人类活动程度的加剧,景观多样性稍有下降,均匀度上升。

草原文化遗址是草原民族文化的灵魂之一,加强对草原文化遗址的保护具有重要的意义。本研究利用地理信息系统(geographicinformationsystem,gis)与遥感(remotesensing,rs)技术以及景观分析软件,选取了单一土地利用动态度、综合土地利用动态度、土地利用转移矩阵及景观格局指数等指标对元上都遗址区域近30年土地利用和景观格局的变化进行分析。结果表明,1)草地是元上都遗址最主要的土地利用类型,在研究时间段内面积波动变化；2)近30年,元上都遗址草地、林地、农田之间相互转化频繁,伴随着景观指标的不断变化；3)2000–2005年综合土地利用动态度最高,林地单一土地利用动态度变化速率最高；4)景观整体比较脆弱,越来越多样化、破碎化,但已逐渐趋于稳定；生态建设工程的大力开展以及农牧民生产方式的不断变化是引起变化的主要原因。维持草原类型的面积和草原景观的稳定性,对元上都遗址的保护具有重要的作用。

采用3s技术和景观生态学分析方法,对草海湿地区域近20a的景观格局动态变化进行分析,结果表明:①20a间,草海湿地区域林地、草地景观类型面积呈下降趋势,水域、建设用地景观类型面积大幅增加,耕地景观类型面积总体有所增加;②从景观类型转换来看,研究区景观类型转换以草地、耕地景观类型的转入转出变化最大,草地退化较为严重;③从景观类型斑块密度和平均斑块面积变化情况来看,研究区各类景观类型的破碎化程度越来越严重;④从景观斑块形状和景观多样性变化情况分析,研究区林地、草地、建设用地景观斑块形状趋于规则,景观优势度明显,在整个研究区中占绝对的优势地位.总体来看,草海自然保护区建立之后,由于人为因素的干预,对湿地区域保护力度较大,一系列湿地保护、修复和恢复工程的实施,使得草海湖区面积持续增加,湿地得以较好的保护和恢复.

在gis、rs技术与景观格局分析软件fragstats支持下,采用多样性、优势度和均匀度等景观格局指数,分析景电灌区1987、1991、1999年和2003年土地利用景观格局变化。结果表明:土地利用类型总的变化趋势为草地、戈壁、沙地和盐碱地呈减少趋势;耕地、林地、居民点呈增加趋势,耕地的大幅度增加使得景电灌区的景观基质由1987年的戈壁和草地变为2003年的戈壁和耕地。耕地、戈壁、草地和沙地土地类型的平均斑块面积较大,林地、盐碱地和居民点等类型的平均斑块面积较小。随着人类对灌区的开发、建设和利用,景观优势度减少,景观多样性和景观均匀度有所增加。总体上各指数都与人为活动有很强的相关关系。

基于安徽省1995～2005年土地利用统计数据,通过统计分析和数学模型,对土地利用结构变化、土地利用程度变化和土地利用景观格局变化进行了全面分析。结果表明:土地利用结构发生了明显变化,土地利用变化速度较快,土地利用程度不高,土地利用空间格局趋向合理并逐渐向均衡状态发展。

依据景观生态学基本原理,应用spss软件、arcgis软件和景观格局分析软件fragstates对陇县1989～2009年土地利用景观格局的变化和空间分布进行研究,并根据各景观类型的景观格局指数计算结果对该区土地利用景观格局进行分析评价。结果表明,陇县主要景观类型为林地、耕地和草地,林地和建设用地保持稳定而迅速增长,草地和未利用地呈现逐渐减少趋势;人类活动使水域、未利用地更为分散,建设用地、园地更为集中;景观多样性降低,破碎化程度减缓,斑块形状的复杂程度并未发生大幅度的变化,人类活动对景观格局的影响保持在一定范围内。

2000—2005年,塔里木河流域管理局先后7次向塔里木河下游断流区进行了生态输水,输水河道两岸的植被得到了一定的恢复.以2000—2005的中巴资源卫星ccd影像为主要数据源,获得了6a的植被/非植被二值图,并计算各年的景观格局指数,分析了6a植被景观格局的变化.结果表明:植被景观动态度在第四时段(2003—2004年)最大,为47.83%;在第三时段(2002—2003年)最小,为-1.39%;2000—2005年植被景观的动态变化呈正向趋势.2000—2005年,植被景观斑块个数与景观形状指数增加,蔓延度指数下降了36.9,斑块结合度指数均高于99,表明研究区的植被景观破碎化程度、分离程度增加,而景观类型联通性较高.植被斑块面积均处于增加趋势且远离河道植被恢复率越小,但植被景观的比重仍小于50%,说明非植被类型是研究区的基质类型,组成了景观的最大斑块.针对缓冲区zone1,植被景观的平均分维数处于减小趋势且2005年的斑块个数最小,斑块结合度指数处于增加趋势,表明近河道区域植被较为稳定,受生态输水的干扰度较小,植被景观斑块之间越来越聚集.6a间zone1的植被最大斑块指数均大于10%,远高于其它5个缓冲带,表明离河道越近植被景观的优势度最大.

水电开发在带来巨大经济利益的同时也不可避免对当地土地利用方式与生态环境产生不同程度的影响。本文以红水河库区典型区域广西大化县为研究对象,基于1988年～2006年四期遥感影像资料,运用遥感与gis技术和景观格局分析方法,分析了研究区土地利用与景观格局变化特点、土地利用动态变化对景观类型脆弱度的影响。结果表明:①整个研究期内研究区土地变化核心是水田、旱地、园地、城乡建设用地、水域、中覆盖荒草地、低覆盖荒草地、灌木林地与有林地,其中园地、城乡建设用地、水域面积显著增加,水田、有林地、灌木林地、中覆盖荒草、低覆盖草地、旱地大幅度减少,裸岩砾石地相对变化幅度不大;②各个研究期内土地利用变化有较明显的差别,库区土地利用变化的区域差异明显,各种地类相互转换复杂,土地退化及各地类转化为水域现象十分明显;③景观格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势,景观多样性提高,斑块类型趋于离散,景观变化的区域差异与土地利用变化的区域差异基本一致;④不合理的人类活动、水电建设及脆弱本底环境对库区的累积作用是库区生态环境难以良性发展的主要原因,喀斯特库区土地资源开发存在较大的生态风险,人类活动强度超过喀斯特生态环境承载力范围将会导致喀斯特库区生态环境恶化,因此应采取有效措施进行治理,促进库区经济和生态环境的良性发展。

为了进一步分析景观格局与水土流失之间的关系,通过分析研究区2005~2015年景观格局和水土流失的变化情况,得出不同的景观格局类型具有不同的侵蚀模数,合理的景观格局有利于控制水土流失。结果表明:10年间建设用地斑块面积从7094.47hm~2增加到16613.28hm~2;10年间研究区的水土流失率先降低后增加,这与城市扩张具有紧密联系,特别是2010年贵州省贵安新区的建设,改变了花溪河流域的景观格局。园地斑块、森林斑块的生态功能、蓄水保土功能强,旱地易产生水土流失。

以2010年和2014年两期遥感影像为数据源,综合利用rs技术、gis技术和景观生态学方法,对北戴河区2010-2014年的土地利用景观格局变化进行了分析。结果表明,北戴河区景观类型以建设用地、林地为主;2010-2014年建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少;2010-2014年北戴河区景观斑块数量和密度增加,平均斑块面积减小,景观破碎化程度有所增加,景观shannon多样性指数和均匀度指数下降,异质性程度有所降低。

以2010年和2014年两期遥感影像为数据源,综合利用rs技术、gis技术和景观生态学方法,对北戴河区2010~2014年的土地利用景观格局变化进行了分析。结果表明,北戴河区景观类型以建设用地、林地为主;2010~2014年建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少;2010~2014年北戴河区景观斑块数量和密度增加,平均斑块面积减小,景观破碎化程度有所增加,景观shannon多样性指数和均匀度指数下降,异质性程度有所降低。

[目的]为揭示流域土地利用方式与气候变化的响应机制,并制定气候变化的适应策略。[方法]以2000和2015年金钱河流域的遥感影像为数据源,利用遥感影像处理方法对影像进行分类,采用叠置分析得到2000和2015年的土地利用方式转移矩阵；利用fragstats软件在景观格局分析中采用了景观格局数量分析方法,在类型水平和景观水平上分别选取不同景观指数,系统分析了金钱河流域土地利用方式景观格局变化的时空特征。[结果]近15年来金钱河流域的土地利用类型均发生明显变化,草地、林地、建设用地的面积增加,分别增加了620.33、386.58、45.32km~2,而水域、未利用地和耕地面积分别减少了555.34、452.71、44.17km~2。景观格局分析结果表明,林地和水域面积始终占据优势,耕地和建设用地面积明显增加且破碎程度降低,分布呈现集中化,水域周边的景观要素增多。[结论]流域内水域面积减少明显,其主要原因是降水变化以及人为活动的影响；草地面积增多,主要转入类型为水域,多为断流的河流以及变小的河道；林地面积的增多以及耕地面积的基本平衡与政府施行的退耕还林、林地耕地保护政策有很大关系,因此短时间内政府政策的导向是土地利用变化的主要驱动因素。在景观格局的数量分析上研究区的破碎程度降低,景观呈均衡化趋势发展。

以醴陵市2014年二类资源调查的数据为基础,以维持研究区的水文条件以及生物多样性为目标,构建森林景观分类体系,对醴陵市官庄湖湿地公园的森林景观格局进行了分析.结果表明:研究区森林景观质量较高,作为涵养水源的优势景观类型:竹林景观、杉木林景观与阔叶林景观中的中龄林、成熟林共占整个景观面积的57.1%,森林景观涵养水源能力潜力大,涵养水源能力较弱的灌木林景观面积占比41.98%;景观类型面积越大,景观的破碎化程度越小,景观斑块面积分布不均匀程度增加;森林景观斑块形状较规则,受到的人为干扰较小.森林景观多样性随着景观细分而增强,但在二级景观类型中,森林景观面积比一级景观中更加不均匀.松类景观、灌木林景观、阔叶林景观、杉木林景观斑块之间的连通性最强,斑块聚集程度越高.