城市河流景观格局及可持续生态策略研究

基于景观生态学原理构建了数字化城市河流廊道-斑块格局,并与自然格局进行了类比评价分析.结合城市干扰性、景观资源空间差异性等定性分析,实现了城市河流景观格局的耦合评价;通过景观格局指数的生态袁征敏感性的探讨和河流景观格局指数与生态效应的关联性分析,提出了河流景观生态格局的优化策略.     

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。     

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。     

成都市景观格局时空变化及驱动因素分析

快速城镇化深刻影响着城市热岛效应、大气环境、生态质量等诸多方面,是目前城市生态学和景观地理学研究的热点。采用中高分辨率遥感影像,利用Fragstats软件计算景观指数,分别从全市域和中心城区两个尺度研究了2000~2010年成都市景观格局时空变化特征,并对中心城区扩张导致的新旧城区景观格局变化及破碎度进行了对比,最后结合社会经济和城市发展政策因素,分析了成都城市景观格局变化的驱动力。研究结果表明:2000~2010年期间,成都市的景观特征发生了较大变化,建设用地保持较快的增长速度,其比例由5.65%上升至10.39%;耕地面积比例由61.41%下降至53.90%,但仍然是成都全市域的优势生态系统,比例维持在50%以上;中心城区城镇化景观变化更加明显,建设用地面积比例增加了13.41%,是中心城区的优势景观类型,耕地比例相应减少24.14%。人口规模的增加、产业结构调整以及城市发展政策的变化是导致景观格局变化的主要因素。     

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。     

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。     

水文过程对湖滨带景观格局影响研究进展

湖滨带景观格局是由各种生态过程与水文过程在不同尺度上综合作用的结果,景观格局的形成与演化规律和生态水文过程密不可分。同时,景观格局对生态水文过程及理化环境具有反馈作用。归纳总结了湖滨带景观格局形成与发育的影响因素,包括地形地貌、水文过程、人类活动等。对不同尺度上的生态水文过程进行了描述,并以此为线索,描述了生态水文过程对湖滨带景观格局的影响及景观格局对生态水文过程的反馈。最后,提出了当前景观格局与生态水文过程研究中存在的问题、热点和趋势,包括水文过程的量化、水分—营养与生态水文模型的耦合、人类活动与景观格局之间的关系。     

景观格局汇水单元法与城区水量水质模拟研究

景观多样性有助于提高城市韧性,但其可能带来的透水斑块破碎化和廊道连通度的改变,会影响城区非点源污染的产生输移特性。传统对非点源污染的定量评估忽略了汇水单元内部景观格局(形状、比例和空间配置)对物质输移的影响,是导致模拟精度偏低的主要原因。针对这一问题,本研究结合遥感影像和城市景观格局分布特征,构建了基于景观格局的汇水单元划分方法(景观格局法)。采用SWMM模型,以巢湖一级支流十五里河为对象展开研究,结果表明：(1)基于实测数据进行验证,采用景观格局法模拟各项指标(水量、COD、TP和NH₃-N)的纳什效率系数(NSE)均大于0.7,结果可靠;(2)与传统方法(泰森多边形划分汇水单元)相比,水量模拟精度(以NSE计)提高8％,水质模拟精度提高6％;(3)与泰森多边形法相比,景观格局法计算的入河总水量和污染总负荷较低,且污染物浓度峰值滞后;(4)景观格局法通过改变汇水单元之间的水力联系,模拟出污染物冲刷减弱,初期雨水冲刷效应降低,且随着重现期的加大,降低初期雨水冲刷强度的效果越明显,表明一定程度上景观类型多样化有助于缓解瞬时高强度污染影响。本研究构建的方法充分考虑了城市斑块内部的景观格局分布特征和水力联系,可为城区面源污染输出控制提供新的评估手段。     

基于景观生态格局的水生态韧性空间构建

基于ArcGIS平台,以济南市韩仓河流域为研究对象,利用累计耗费距离模型分析、优化流域景观格局,形成景观生态网络;利用流域水文分析方法提取研究区汇水区单元与水系分布,结合流域景观网络分布构建生态水网。依据景观生态格局特点构建的生态水网与流域内景观要素之间联系紧密,相互促进,研究区生态流运行通畅,水生态稳定性增强,形成水生态韧性空间。     

河流生态修复的尺度格局和模型

通过分析水文过程与生态过程的耦合特征，论证了流域尺度是编制河流生态修复规划的适宜尺度。讨论了景观空间异质性与物种多样性的相关关系，提出了在流域和河流廊道两种尺度上改善景观格局配置的方法。特别指出了在河流廊道尺度下提高景观空间异质性的两个要点，一是增强地貌学意义上的空间异质性，二是改善生态水文学和生态水力学意义上的水文、水力学条件。本文还介绍了景观格局分析方法和景观格局-生态过程模型。     

北京山区小流域主沟道水文地貌特征调查与分析研究

为了摸清北京山区小流域沟道的生态现状及受人类干扰程度,对沟道开展水文地貌普查十分必要且富有指导意义。针对北京山区567条小流域的主沟道,根据北京山区沟道水文地貌分级标准,对各沟道的水文地貌要素包括水文、地貌与沟道连续性等状况开展野外调查,在室内开展评价、实现对沟道的分类定级,为生态清洁小流域建设和河流生态修复发挥重要的指导作用。     

基于景观指数的高邮湖湿地生态水文连通性分析

为了定量评价水位的变化和人类活动对高邮湖湿地连通性的影响,基于高邮湖湿地不同景观类型及其时空动态性,利用遥感影像数据的分类解译结果,选择连接度指数CONNECT、斑块内聚力指数COHESION、破碎化指数FN以及分离度DIVISION等指标,构建高邮湖湿地生态水文连通度综合指数CECI,分别对比分析了不同水位和相同水位不同年份下高邮湖湿地生态连通性的变化情况。结果表明:生态水文连通度综合指数CECI可以定量表征湿地生态连通性的动态变化;随着水位上升,高邮湖湿地湖泊与河流的CECI分别从2. 79、0增加到9. 21、6. 75,生态水文连通性逐渐提升;该研究区湖泊与河流的水文连通性变化具有很强的相关关系,湖泊水文连通性优于河流;在水位相同的情况下,从2013年到2017年,由于退圩还湖、退圩还湿等人类活动的影响,高邮湖湿地面积增加,湖泊的CECI从6. 27增加到7. 48,河流的CECI从2. 62增加到4. 61,生态水文连通性有所提高。     

城市河流生态修复浅议

城市河流与城市的产生、发展息息相关，且是城市生态系统的重要组成部分，因此研究城市河流对于城市可持续发展及满足人们对于城市环境的需求变化具有重要意义。本文针对城市河流的现状，如直线化、平面化严重、水环境质量恶劣、生态系统功能丧失、水景观缺乏等，分析了造成城市河流当前问题的原因：一是城市化进程的影响；二是人类规划利用城市河流的理念不当。提出了城市河流生态修复应遵循的原则和指导思想，恢复河流生态功能的方法（多自然河流建设，生态技术的应用，创造适宜的生境，利用城市水文循环过程等）及城市河流景观建设的主要因素（合理的可见度、景观异质性、自然因子的有机融入、文化底蕴的挖掘等），并探讨了未来城市河道整治的发展方向。     

伊犁喀什河流域生态景观格局分析

通过景观生态学的分类方法。结合遥感．对喀什河上的景观进行分类分析,结果表明．喀什河全流域山地景观的优势度显著大于绿洲景观的优势度。山地草原草甸景观具有最大的景观优势度．其次就是山地林地景观。对于绿洲景观．农田和水域景观是优势度最高的．其次就是河谷草地与河谷林地景观。在整个喀什河流域中,山地草原草甸景观是优势景观。对喀什河流域上游区域来说,山地景观依然是优势景观,山地草原草甸景观具有最大的景观优势度。其次就是山地林地景观与山地裸岩景观。总的来说。喀什河流域中有植被覆盖的景观类占绝对优势,这反映了区域整体生态环境状况较好。     

城市河流景观设计之探析

基于景观环境规划设计的三元素，本文提出从安全性、自然性、生态性、观赏性、文化性、亲水性六个方面对城市河流景观效果进行分析，并简要介绍了城市河流景观设计的一些主要内容。     

Comparison of Meteorological,Hydrological and Agricultural Drought Responses to Climate Change and Uncertainty Assessment

A comparison study of meteorological, hydrological and agricultural drought responses to climate change resulting from different General Circulation Models (GCMs), emission scenarios and hydrological models is presented. Drought variations from 1961–2000 to 2061–2100 in Huai River basin above Bengbu station in China are investigated. Meteorological drought is recognized by the Standardized Precipitation Index (SPI) while hydrological drought and agricultural drought are indexed with a similar standardized procedure by the Standardized Runoff Index (SRI) and Standardized Soil Water Index (SSWI). The results generally approve that hydrological and agricultural drought could still pose greater threats to local water resources management in the future, even with a more steady background to meteorological drought. However, the various drought responses to climate change indicate that uncertainty arises in the propagation of drought from meteorological to hydrological and agricultural systems with respect to alternative climates. The uncertainty in hydrological model structure, as well as the uncertainties in GCM and emission scenario, are aggregated to the results and lead to much wider variations in hydrological and agricultural drought characteristics. Our results also reveal that the selection of hydrological models can induce fundamental differences in drought simulations, and the role of hydrological model uncertainty may become dominating among the three uncertainty sources while recognizing frequency of extreme drought and maximum drought duration.     

淮河流域历史覆被变化及其对水文过程的影响

以淮河流域蚌埠集水区为研究区域,利用淮河流域1700、1800和2000年3种历史覆被情景,结合陆面水文耦合模型(CLHM)定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域径流与主要覆被类型变化方式的定量关系。结果表明:CLHM模型可以较好地模拟淮河流域的流量过程,在研究区具有较好地适用性;三期覆被情景下主要覆被类型变化为林地转变为耕地或草地以及草地转变为耕地,此种变化导致流域总蒸发量减少了6.5%,流域出口研究期平均径流量增加了6.1%;极端覆被情况下,年均蒸发量由多到少依次为林地、草地和耕地;林地对流域径流过程的影响主要体现在洪峰上,相对于耕地,林地具有削减洪峰的作用;通过分析覆被类型变化与流域多年平均径流的相关关系,林地转变为草地以及林地转变为耕地是近400年来影响淮河流域水文过程及水资源分配的主要覆被变化因子。因此,合理规划土地利用格局对流域水资源高效利用具有重要意义。     

Effect of land use/cover changes on runoff in the Min River watershed

Quantifying and interpreting the impacts that land use/cover change (LUCC) have on hydrology at basin scales are of great significance for the sustainable development of watershed ecosystems, water resources, and land management. The Soil and Water Assessment Tool was used to establish the regional model. The Min River watershed was divided into 236 sub‐basins, and simulations showed the spatial distribution of runoff in each sub‐basin with GIS‐based image displays. We set five scenarios to investigate the negative hydrological effects characterized by reductions in the water yield. From 1995 to 2004, the effect of simulated mean annual runoff caused by LUCC was ?12.61 m³/s and the climate variability caused ?67.61 m³/s. From 2005 to 2014, the hydrological effect caused by LUCC was ?2.38 m³/s and the climate variability caused ?58.53 m³/s. The elevation, Shannon's diversity index, largest patch index, and interspersion and juxtaposition index were all characterized by strong relationships with the sub‐basin outlet flows (adjusted R² = 0.572) using multivariate stepwise regression analysis. Redundancy analysis further proved that the reduction in grassland has led to a decrease in vegetation dominance while large increase in cultivated and residential lands has led to a higher degree of landscape richness and fragmentation, which has caused the reduced water yield. The restoration of grassland vegetation, as well as urban and agricultural water usage should be the primary focus of flow recovery.