城市化驱动下流溪河流域土地利用与景观格局时空演变分析

改革开放以来中国城市化的快速发展,造成了流域土地利用与景观格局的剧烈演变,进而影响流域生态水文环境的健康。以流溪河流域为例,选取1980—2015年间土地利用数据,利用土地利用转移矩阵与景观格局指数法,分析计算了该流域土地利用和景观格局的时空演变特征。研究结果表明:①由于流域耕地逐渐减少并大量转化为建设用地,加之耕地面积逐渐破碎化与均质化,导致景观格局表现为逐渐破碎化与均质化的特征;②流域中、下游土地利用类型与景观格局演变剧烈,且2000—2010年期间变化最剧烈;③流域第三产业占比的增加与人口的增长是促使耕地大幅减少并转化为建设用地的主要城市化指标。     

梁子湖流域水域景观格局演变及驱动因子分析

为探究自然因素和人类活动对水域景观格局演变产生的影响，以水域空间演变为主线，通过空间计算、景观 指数分析和统计分析等，对梁子湖流域 2000—2020 年水域转移状况、空间自相关特征、景观格局变化以及驱动 因子进行研究。结果表明：2000—2020 年梁子湖流域水域面积减少约 21%，减少面积中约 95% 转为耕地，建筑用 地面积增长超 4 倍，约 90% 来自耕地的转入；近 10 年水域空间聚集面积减少约 23%，水域分布关联性正在减弱； 水域景观特征在流域上下游差异显著，上游水域面积和形状基本稳定，聚集性和连通性均优于下游，下游水域面 积萎缩近一半，阻隔作用明显，岸线趋于规整；降水、气温、GDP、人口以及耕地和建筑用地面积比例解释了水域 景观变化的 54.7%，城镇化进程和农业生产活动是主要影响因子，其中人口增长和耕地开发对水域面积萎缩贡献 更大，GDP 增长和城镇化进程对水域边界复杂度和连通性的影响更明显。研究结果可为梁子湖流域水域景观保 护修复提供参考。     

新疆玛纳斯河流域景观格局演变及驱动力分析

以1976,1990,2000,2005年和2010年玛纳斯河流域的遥感影像数据为基础,利用GIS、Fragstats3.4、SPSS和灰色模型软件,以景观格局指数分析了玛纳斯河流域的景观变化特征,并结合因子分析和灰色关联度模型对驱动力进行了定量分析。结果表明:近40 a来,研究区整体景观格局表现出多样化、复杂化和破碎化,其中建工用地和耕地呈现出双向拓展并趋于集中的趋势,优势度大大提升,而其他景观类型则与之相反;景观格局的演变受到人为因素和自然因素的双重影响,且以人类活动影响为主;各景观类型因经济和城市发展对资源和空间的需求而发生不同程度的变化。为保护玛纳斯河流域的生态安全,优化景观结构,流域内人地关系需要有效地协调。     

鄱阳湖湿地南部区域景观格局演变与动态模拟

基于3S技术对鄱阳湖湿地南部区域景观格局变化的分析和预测为管理和保护湿地提供科学依据。基于2000年、2005年、2010年和2015年的4期Landsat遥感影像数据,构建MCE-CA-Markov复合模型模拟鄱阳湖湿地南部区域的景观格局变化,利用遥感解译图检验模型精度,并根据已检验的景观演变限制条件和因子组合制作较优的适宜性图集,最后对2025年景观格局变化进行预测。研究结果表明:①2000—2015年期间,耕地面积不断减少,建设用地和林草地面积呈上升趋势,未利用地大幅下降,水域面积相对稳定;景观要素增多且连通性变弱,景观破碎化程度增强;②鄱阳湖湿地景观格局的动态变化受到自然因素和人为因素的共同影响,其中社会经济发展和城镇化进程因素起着主导作用;③预测模拟得到的2010年和2015年的景观格局与解译的景观格局基本一致,Kappa系数分别为0.927 1和0.863 2,模拟预测精度较高;④2025年模拟预测结果显示,耕地面积和未利用地面积将持续减少,建设用地和林草地面积呈上升趋势,水域面积无明显变化。预测结果表明研究区域景观格局变化比较活跃,生态环境压力大,需要加强耕地保护和合理利用未利用地。     

东平湖湿地景观演变对人类活动的响应机制

为探索南水北调工程通水前后湿地景观格局变化,采用决策树分类法,对2000年、2009年和2014年3期Landsat影像进行分类;在分类结果的基础上,应用转移矩阵和景观指数等方法,分析不同时期景观格局的特点及驱动因素;最后应用马尔科夫模型,对研究区景观格局演变进行预测。结果表明:水域周边出现了更多的建筑用地,景观指数INP由7 174增长至10 334,蔓延度指数IC由64.594 4减少至63.651 5,景观格局总体呈破碎趋势,景观破碎度增加,景观异质性增强;2009—2014年香农均匀度指数ISHE和香农多样性指数ISHD指数小幅上升,景观格局集聚度水平提高,但是与2000年的景观格局水平存在较大差距,部分天然湿地被人工湿地取代,导致湿地生态功能退化。     

山东半岛东部湿地景观格局变化及驱动力分析

以1990年、2000年、2010年的遥感影像为基础数据,采用景观生态学相关方法分析了山东半岛东部(烟台市、威海市)湿地景观格局的变化特点,并选择部分能代表气候及人类活动的因子,分析当前湿地景观格局变化的驱动力。结果表明:自然湿地总面积呈减少趋势,其中海域湿地与河流湿地降幅最大,但人工湿地面积增长迅速;景观格局指数显示,研究区景观形状趋于复杂化,斑块类型更加多样化,景观破碎化程度日益提高;研究区湿地生态系统的景观格局是自然环境和人类活动综合作用的结果,气候波动、人口增长、经济和城镇化发展、政策制定对湿地的景观格局影响深刻,人文驱动力中人口因子占主导地位。     

基于景观格局的承德市武烈河流域生态安全分析

人类的经济开发活动主要是在景观层次上进行,景观也是区域生态环境管理的基础单元之一,采用景观方法研究生态安全,可揭示不同景观类型间的迁移转化特征并进一步识别区域生态环境的变化趋势及其内在因素,对区域生态建设和资源开发具有指导意义。基于GIS技术支持以1980年和2000年遥感影像为基本信息源,在承德市武烈河流域景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究流域景观生态安全。与1980年相比,2000年武烈河流域景观的破碎化程度加剧,景观优势度下降,多样性和斑块分维数增大。1980年-2000年研究区除了耕地以外,其他景观类型的干扰程度均有所增加。总体来说,20年来研究区整体景观生态安全度呈现上升趋势。     

丹江口水库库周景观格局动态变化分析

运用ENVI5.0软件对丹江口水库区域1987年、1997年、2007年、2017年4个时期的遥感影像进行土地利用分类,通过景观格局指数研究分析景观格局的动态变化特征。研究结果表明:在研究期内,受人类活动和政府政策影响,丹江口水库库周耕地面积波动幅度较大,裸地面积出现了大幅度下降,林草地、水域和建设用地面积增加;在经济建设和人类活动影响下,景观的空间格局指数变化较明显,丹江口水库及周边区域的整体景观形状趋于复杂化,各类土地利用类型的破碎化程度提高;政府政策和水库蓄水是丹江口水库库周景观格局变化的重要驱动力。     

2010～2020年汉江中下游流域景观格局变化分析

为探究汉江中下游流域景观格局变化的结构特征和驱动因素，基于遥感数据，分析汉江中下游流域2010～2020年土地利用/覆盖变化(LUCC)及景观格局变化，采用支持向量机法，分析土地利用类型时空变化及其景观破碎度、多样性变化和斑块形状等，从不同角度探讨该区域景观格局变化驱动因素。研究结果表明：汉江中下游流域景观格局在自然和人文因素驱动下向着更均衡、更多元化的方向演变，集聚的大型景观类型倾向于被其他景观分割、离散，由单一景观的优势格局演化为更丰富多样的区域景观格局分布；在类别水平上，耕地和草地景观斑块形状破碎化程度增加，城镇建设用地景观形状指数(LSI)和斑块密度(PD)均有不同程度增加。研究结果可为汉江中下游地区的经济发展和生态环境保护提供理论基础。     

石羊河上游祁连山区景观格局及多样性分析

以景观格局指数和景观多样性指数为评价指标,分析了石羊河上游祁连山区景观格局和景观的多样性。结果表明:1986—2000年,祁连山景观格局的变化受人为活动的影响,草地、工矿居民用地、裸土地和戈壁的破碎度增大,耕地和林地的破碎度减小;1986年和2000年,各景观类型平均斑块面积和斑块优势度在时间尺度上具有相似性,草地和居民工矿用地表现出增大趋势,其他景观斑块基本呈不变或减小趋势;多样性、均匀度和优势度3项指标的对比都显示出该地区1986年的景观多样性指数小于2000年,说明景观多样性略有上升,单一性略微下降。     

1975—2020年环巢湖湿地景观格局演变及驱动分析

基于1975—2020年间7期遥感数据,分析环巢湖湿地景观格局变化,揭示研究区域的演变特征及其驱动因素。采用基于样本的面向对象分类法,辅以高分辨率影像对错分地类进行目视修正。通过计算转移矩阵、动态度和景观格局指数分析景观格局特征与动态变化,通过主成分分析讨论演变驱动力。结果表明:①1975—2020年,研究区域湿地面积总体上处于缩减状态,由971.77 km²缩减到905.29 km²,主要转换成建设用地、农用地和植被用地;人工湿地在2013—2020年面积增加至39.58 km²,主要由农用地转化而来;非湿地景观中,建设用地面积增长最快,由13.85 km²增长到566.56 km²。②在景观指数分析中,斑块数量增加,不同类型斑块指数的波动变化存在一定差异;整体上景观破碎化指数从0.49增加到1.26,景观异质性增加,研究区域趋于复杂化;多样性指数总体呈现缓慢增长趋势,趋于均衡化分布。③由驱动力分析得出,自然因素在景观格局演变前期影响显著,随着社会经济的发展,自然因素作用逐渐弱化,社会经济成为景观变化的重要驱动因素;政策因素在研究区域景观演变方向中起主导作用,随着一系列政策调控的实施,有效改善了景观类型的分布。     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

贵州赤水河流域景观生态安全时空动态分析

土地利用景观生态安全变化对区域生物多样性保护、维持生态平衡,建立可持续的土地利用模式具有重要指导意义。在GIS和RS技术的支持下,从景观生态学的角度,分析贵州赤水河流域1995—2018年土地利用景观生态安全变化特征,结果表明:(1)近23年来研究区土地利用类型发生了较大变化,人为因素对土地利用变化干扰较为严重,建设用地持续、快速增长,林地面积持续减少,耕地则是先增后减;(2)近23年来除建设用地外,其他各土地利用类型的景观破碎度、景观分离度均有所增加;研究区内除建设用地景观分维数增加较大,其他景观类型分维数虽有所增加,但变化不明显。随着经济社会不断发展,人类活动对各景观类型的干扰均有所增加。(3)从景观生态安全时空变化特征来看,近23年来研究区景观生态安全总体情况较好,处于高生态安全的区域总体有所增加;处于低生态安全的区域总体有增加的趋势,生态安全问题开始凸显;(4)近23年来研究区各乡镇景观生态安全接近的乡镇在空间上表现为聚集性先减后增,空间聚集类型以低-低和高-高聚集类型为主。     

近30年来浏阳河流域景观格局动态及稳定性时空变化特征

为揭示浏阳河流域的景观稳定性时空变化特征,在RS和GIS技术支持下,利用1985年、2000年和2015年遥感影像获取流域内3期土地利用/覆盖类型数据,运用景观分析方法定量分析了1985—2015年间浏阳河流域景观结构变异特征、稳定性变化特征及景观稳定性与景观类型的相关关系。结果表明:①在1985—2015年间,浏阳河流域景观总体结构的时间变化特征为破碎化度、斑块边缘复杂度和景观多样性先增加后降低,人类干扰强度和景观团聚程度先降低后增加,反映出研究区景观稳定性呈先降低后增加的变化;②该流域的稳定性分布具有明显的空间分异特征,流域东部和南部稳定性较高,中部和西部稳定性较低;③不同景观类型的稳定性高值关联度从大到小的顺序为林地>耕地>人工表面>水体,低值关联度从大到小的顺序为人工表面>耕地>水体>林地;④林地是维持流域景观稳定性的关键景观;⑤社会经济和政策因素是该流域景观稳定性最重要的驱动因素,通过有效的政策调控,可以遏制和改善景观稳定性恶化的状况,为流域的管理和规划提供理论基础和决策依据。     

1980-2015年黄河流域土地利用变化特征与驱动力

采用1980-2015年共6期黄河流域土地利用数据,对全流域土地利用类型的面积与时空变化进行分析,利用动态度指标进一步研究流域土地利用的变化率;基于行政分区,采用转移矩阵对全流域及流域内各省(自治区)1980-2000、2001-2015年2个时期土地利用的转移类型和数量进行分析,探究了影响土地利用的主要驱动因子。结果表明:黄河流域的土地利用在数量和结构上都存在显著特征,草地、旱地、林地一直是该流域的主要土地利用类型,1980-2015年,旱地、草地、水域、未利用土地的面积减少率分别为1.60%、1.23%、6.66%、1.84%,水田、林地、城乡土地的面积增加率为8.22%、2.53%、44.32%;在单一土地利用类型方面,城乡用地的变化率较大,其余相对较小;黄河流域内发生土地利用转变的区域主要集中在中部和东部,中下游省(自治区)转变明显;气候变化、人口增加和人类经济发展等都是黄河流域土地利用变化的主要驱动因子。     

塔里木河流域绿色生态空间与景观格局变化研究

本文以1990—2018年4期遥感解译数据为基础,在RS与GIS的支持下,运用景观单一动态度、转移矩阵模型及景观格局指数等方法对塔里木河流域的绿色生态空间与景观格局变化进行研究。结果表明:全流域的绿色生态空间总体呈持续减小的趋势,尤其是2010年后绿色生态空间急剧萎缩,其中减少量最大的绿色空间为草地。在各景观类型中,以建设用地和耕地等人为利用为主的人工景观增多,而以草地等自然覆被为主的自然景观减少。1990—2018年间人类活动对全流域景观格局的干扰不断增强,且在1990—2000年间,人类干扰强度最为显著;各类景观的空间分布结构均趋于失稳状态,总体呈现出景观破碎程度不断加深、景观异质性不断增强和景观格局趋于复杂化的特点。     

Environmental vulnerability assessment of Choghakhor International Wetland during 1985 to 2018

As of natural constraints, and the specific climate of Iran, as well as the increasing importance of international water resources in the socio‐economic development of societies, studies on surface water resources, especially wetlands, merit special attention. Accordingly, the TM, ETM+ and OLI satellite images of 1985, 2000 and 2018 were used in the present study to detect changes in the Choghakhor international wetland. Classifying the images with a supervised method, and using maximum likelihood algorithms, the distinct land use/land cover classes of waterbody, aquatic plants, pasture and forest, agricultural lands, bare land and human built lands were ranked. Selected landscape metrics information on the spatial pattern of the Choghakhor wetland was quantitatively determined, using Fragstats software, and the spatial composition and vulnerability of the wetland were evaluated. The vulnerability assessment of wetland contamination was investigated using the WRASTIC index based on the catchment area scale. Time processing of the data obtained from the maps indicated a 26.63% decrease in the pasture and forest area, and a 12.1% increase in the area of human built lands and agriculture lands during the period from 1985 to 2018. Further, in spite of the waterbody area expanding during 1985 to 2000, it subsequently shrunk in size from 2000 to 2018, with the area of aquatic plants lands increasing during the same period. Analysis of landscape metrics generally indicated the natural wetland cover has been changing during this period along with increasing anthropogenic impacts. Degradation, rotation and replacement of natural land cover such as pastures and forests with human built areas can be considered undesirable development effects on the Choghakhor wetland. The results of the WRASTIC index calculation indicated a major impact of Choghakhor wetland components from water pollution. The results of the present study place an emphasis on more sustainable land use and prevention of land destruction in the Choghakhor wetland basin.