苏南水网地区水域景观破碎化时空演变特征及驱动因子研究——以吴江区为例

以苏州吴江区为对象,选取1990、2000、2010、2020年土地利用数据,利用Fragstats4.2对1990-2020年水域景观破碎化演化特征进行定量分析,并借助地理探测器模型探讨水域景观破碎化时空特征的驱动因子。结果表明:(1)从景观水平破碎化特征分析来看,研究期内吴江区水域景观破碎化程度先增大后减缓:1990-2000年水域景观受到人工建设干扰,空间分布离散;2000-2020年水域景观破碎化程度降低、整体空间格局趋向整合。从类型水平破碎化特征分析,河流、湖泊及内陆滩涂在1990-2000年破碎化程度日益加剧,斑块空间分布离散,2000-2020年水域斑块连接性逐渐增强;水库坑塘斑块类型分布在1990-2010年破碎程度降低,2010年后破碎化程度上升。(2)吴江区水域景观破碎化受到自然、社会等多元因素影响,各因子对水域景观破碎化时空分异的影响明显不同,且各驱动因子间存在显著交互增强效应,其中人类活动强度因子影响最为显著。研究结果可为探明水域景观破碎化形成机理提供思路,对苏南水网地区生态环境保护和可持续发展具有参考意义。

鄱阳湖生态经济区建设用地扩张对耕地景观破碎化的影响

为分析鄱阳湖生态经济区耕地景观与建设用地扩张之间的关系,利用形态学空间格局分析法研究2000-2020年耕地景观破碎化的形态学特点,同时运用外溢效应分析、景观格局指数分析、地理加权回归等模型方法,探究建设用地扩张对耕地景观破碎化的影响。结果表明:2000-2020年间耕地景观破碎化程度加强,核心区面积减少强度由1.33%提高到6.27%,并表现出由平原地区向山地丘陵区加强的地域性差异,且建设用地扩张会导致耕地景观破碎化;建设用地占用耕地的面积由268.60 km2增加到1 003.26 km2,主要发生在路网成熟的地区;建设用地扩张对耕地的外溢效应逐渐增强,在路网成熟地区更显著;建设用地扩张对耕地景观破碎化有较强的正向影响,道路建设对这种影响有强化作用,同时,耕地景观破碎化表现出随道路缓冲距离的减小而加强的阶梯性差异。研究表明,耕地景观破碎化程度受地形和建设用地扩张的影响显著,耕地景观破碎化现象主要发生在地势起伏大或建设用地密集、路网成熟的地区。

博斯腾湖流域景观破碎化时空特征及其成因

以博斯腾湖流域为研究区,运用景观格局指数、主成分分析法,定量分析研究区2000-2020年的景观破碎化的时空变化特征,并采用地理探测器模型探讨研究区景观破碎化的驱动机制。结果表明:1)2000-2020年,研究区边缘密度(ED)由2000年的5.787 m/km^(2)增至2020年的6.859 m/km^(2),增加1.072 m/km^(2);蔓延度指数(CONTAG)由75.970%增加至79.596%,增加3.626%;分离度指数(DIVISION)由0.361增加到0.626;香农多样性指数(SHDI)由0.689减少到0.606。2)2000-2020年,景观破碎化程度较为严重的地区集中在焉耆县、博湖县、库尔勒市以及轮台县的西南部;和硕县东部以及尉犁县东南部破碎化程度相对较低。2000-2010年,高度等级面积增加较为明显,面积比增加5.30%;极低等级面积减小较为明显,面积比减小3.21%;2010-2020年,低度等级面积增加较为明显,面积比增加1.48%;极低等级面积减小较为明显,面积比减小2.37%。3)研究区景观破碎化受到自然、社会等因素影响,高程(X2)对景观破碎化的驱动力相对最大,因子平均贡献率为0.195;年降水量(X4)和年均气温(X5)对景观破碎化的驱动较强,因子平均贡献率分别为0.127和0.110;人口密度(X8)对景观破碎化的驱动力相对最小,因子平均贡献率为0.045。

琅岐岛景观破碎化时空演变特征

琅岐岛近年来随着福州新区的发展带动,其经济得到了极大提升,城镇配套设施建设也日益完善。但城镇化进程的加快加剧了琅岐岛土地利用变化,其生态系统功能的持续供给受到威胁,景观格局发生剧烈变化,并暴露出不同程度的景观破碎化状况。

湖州市景观破碎化时空演化及驱动力研究

为了合理利用土地资源,保护生态环境,文章以湖州市为例,基于2005年-2020年的土地利用遥感监测数据,运用景观格局指数、主成分分析、地理探测器等方法,研究景观破碎化时空变化特征,并初步探究景观破碎化空间分异成因。结果表明:湖州市景观破碎化程度总体呈增加趋势,2010年-2015年增加幅度最大;景观破碎化空间分异特征明显,东北部和东部平原区高于西南部和西北部山区。体现出湖州市对土地资源的开发利用过程中尊重自然规律,保护自然环境的发展理念;景观破碎化空间分异受坡度影响最大,其次是建设用地强度。

农业景观破碎化时空演变特征及其驱动力研究——以株洲市为例

科学评估农业景观破碎化程度是实现农业生态安全的基础,也是制定有效生态保护与恢复策略、优化农业生产布局的前提条件。本研究以湖南省株洲市为研究对象,探讨了2000—2020年间农业景观演变及其破碎化的时空特征,并运用地理探测器揭示了其驱动机制。研究发现:株洲市农业景观经历了明显的时空演变,耕地面积减少、林地增加,主要受退耕还林政策等影响;农业景观破碎化程度先升高后降低,总体呈现先提高后减小的趋势;人口密度、GDP密度和路网密度对破碎化程度具有较高的解释力,其中人口密度与GDP密度的交互作用影响最显著。本研究为农业景观保护和规划提供了科学依据。本研究为农业景观保护和规划提供了科学依据,有助于实现景观的可持续发展和空间连续性。

基于地理加权的区域城镇化建设对耕地景观破碎化驱动探析

为探析区域城镇化发展、基础设施建设对耕地景观的影响,优化耕地资源保护与土地资源优化配给,采用形态学景观格局分析和地理加权回归模型,基于2010~2020年土地利用信息数据,分析南昌市城镇化建设对耕地景观破碎化的影响,结果表明:随着各地市区县城镇化建设发展,建设用地扩张对耕地景观破碎化有较强的正向影响,而且这种破碎化现象主要发生在建设用地密集区。

基于MSPA的黄石市森林景观破碎化研究

揭示森林景观破碎化特征是制定森林景观恢复决策的前提。当前的分析方法多侧重于整体描述,难以在空间可视化层面准确反映局部森林景观破碎化特征。特别是在城市地区,森林恢复与退化矛盾突出,破碎化特征更加复杂,亟需开展城市地区森林景观破碎化特征研究。针对这一问题,基于两期森林资源管理“一张图”数据,运用形态学空间格局分析(MSPA)方法,构建森林景观破碎化指数,从空间可视化角度分析并揭示了黄石市森林景观破碎化特征。在此基础上,本研究进一步提出了针对黄石市森林景观破碎化问题的技术措施。研究结果有助于弥补目前森林景观格局分析在空间信息方面的不足,可为黄石及类似地区森林景观恢复提供参考。

景观破碎化对植物种群的影响

景观破碎化是目前存在的一种普遍现象 ,是由于人为因素或其它非人为因素的干扰所导致的景观破碎分离并由简单趋向复杂的过程。它直接或间接影响着景观的结构、功能及其动态。本文首先简要介绍景观破碎化的成因和不同研究角度与水平上景观破碎化影响的表现 ;然后着重分析景观破碎化对植物种群的大小和灭绝速率、扩散和迁入、遗传和变异以及存活力等的影响 ;同时归纳现阶段研究景观破碎化对植物种群影响的主要方法和模型 ;最后提出目前景观破碎化对植物种群影响研究中存在的三个主要问题 :缺乏原始的资料、成熟的模型和破碎化与其他因素 ,如污染、气候变化等 。

城市景观破碎化格局与城市化及社会经济发展水平的关系——以北京城区为例

快速城市化引发的景观破碎化加剧对于城市生态系统的过程、功能及其所提供的生态服务功能具有显著的影响。以北京市五环内中心城区为例,采用移动窗口分析、梯度分析与景观指数相结合的方法研究了城市景观破碎化的空间分布格局和内部水平差异,并以此为基础,探究景观破碎化与城市化及社会经济发展水平的关系。结果表明:类型水平上,城市建筑用地景观比例达63%,斑块连通性好,破碎化程度低,而绿地景观占33%,斑块分布不均匀,破碎化程度较高。景观水平上,城市中心和郊区的景观破碎化程度要明显低于城市边缘的城乡过渡区,沿城市化梯度从中心向外围呈现出先上升后下降的趋势。回归分析结果表明,景观破碎化程度与城市化水平之间表现出一种倒"U"型关系,并在城市化水平达42%—45%之间,景观破碎化程度达到峰值。进一步研究表明,人口密度和家庭户数是导致景观破碎化加剧的直接驱动因素,而经济的快速增长对景观破碎化程度的提高具有间接的影响。该研究结果不仅能作为城市生态系统监测的重要指标,还能为城市景观的合理规划提供科学依据,而且对于促进城市的可持续发展具有重要的意义。

北京市近二十年景观破碎化格局的时空变化

基于1993—2013年3期时间序列的遥感影像获得的一、二级景观类型的土地覆盖数据,利用移动窗口法和空间主成分分析法研究景观破碎度空间分布格局和破碎化过程。结果表明:北京市正处于快速城市化阶段,20年间其建设用地面积增加了1000.8 km^2,增长47.14%,而耕地面积减少21.86%;全市破碎化程度增加,其中,景观斑块总数增加了15.26%,而景观斑块的平均面积缩小了15.35%,景观形状指数(LSI)从88.426增加到98.897;北京市景观破碎化格局的空间异质性较大,但没有方向性偏好,却表现了"两极化"发展趋势,其中,高破碎化区域和低破碎化区域的面积增加,中等破碎化的区域面积减少,核心大城区和山区的景观破碎度降低,而新兴城区和郊区的景观破碎度增大;北京市景观破碎化格局的距离效应显著,呈现倒"U"型二次函数关系,其中,2013年的破碎度距离函数为:Y_3=0.1767+0.02898X_3-0.0005167X_3~2,距城市中心20—35 km处的城郊交错区景观破碎化程度最高。景观破碎化格局的分析有助于了解大城市快速发展阶段的景观格局演变规律,为城市生物多样性保护、绿地廊道维护和生态文明城市建设提供理论依据。

景观破碎化对生物多样性的影响

景观破碎化是生物多样性下降的最主要的原因之一。破碎化阻碍了种群间的基因交流,引起近交衰败;改变了物种生存所需的生物地理环境,减小物种的生存空间;改变了生态系统特性,影响系统内的能量平衡和物质流动,加剧了外来物种的入侵。本文通过对上述方面的阐述,旨在更好地理解景观破碎化对生物多样性产生的深刻影响,并对下一步的研究方向进行了初步探讨。

大城市边缘区景观破碎化空间异质性——以北京市顺义区为例

探索大城市边缘区景观破碎化格局及其空间异质性特征,有助于把握景观动态的变化机制及其生态问题。以北京市顺义区这一典型大城市边缘区为例,基于土地利用分类数据,采用有效粒度尺寸方法,对1992年、1999年和2009年景观破碎化空间变异进行了地统计学分析,主要包括尺度依赖性、空间异质性、空间格局及其生态过程的分析。研究结果表明:1)景观破碎化空间变异具有明显的尺度依赖性特征,由空间自相关部分引起的空间异质性较高;1992年和1999年景观破碎化空间总变异相对缓和,2009年空间总变异强烈;通过不同尺度上的异质性对比,选取1000m幅度作为研究区景观破碎化的空间异质性分析较为适宜。2)景观破碎化空间异质性表现出明显的上升趋势,土地利用斑块破碎化不断加剧,其中1999—2009年间的表现尤为强烈。3)景观破碎化高值区呈现出由东部向西部转移的态势,并且其空间布局具有集聚性与分散性的显著特征,空间上相似属性聚集与相异属性聚集的空间格局十分突出。4)景观破碎化空间自相关作用主要来自高强度社会经济活动的影响,并表现出明显的区位特征。该研究结果可为土地、城镇规划以及景观生态建设提供参考。

基于移动窗口法的肃州绿洲化与景观破碎化时空变化

以甘肃省酒泉市肃州绿洲为例,以1990、1999和2010年3期Landsat TM/ETM同月相数据为数据源,基于Arc GIS与Fragstats软件,采用移动窗口法、转移矩阵和景观指数等开展绿洲化与景观破碎化的时空变化研究。结果表明:(1)肃州绿洲化过程主要表现为绿洲面积变化和内部土地利用类型之间的转化。绿洲面积变化以耕地、草地和城市建设用地等的增加为主;绿洲土地利用类型转换主要表现为耕地内部变化、草地与未利用地,城市建设用地与未利用地之间的转换等。(2)景观破碎化程度整体上呈减缓趋势,其剧变区多集中于绿洲边缘的银达镇、三墩镇、黄泥堡乡和下河清乡等,景观破碎化在空间上表现为由绿洲内部向边缘区转移。(3)以草地为主的绿洲荒漠过渡带是绿洲扩张和景观破碎化的多发区,更是维持绿洲稳定和可持续发展的关键子区。研究可为绿洲景观管理和可持续发展提供科学依据。

基于遥感和GIS的干旱区绿洲景观破碎化分析——以金塔绿洲为例

以2个时期的遥感图像所解译的土地利用数据为基本信息源,基于GIS工具,选用斑块密度、廊道密度、斑块破碎度、分离度和斑块面积变异系数5个指标对金塔绿洲的破碎化程度进行了分析。结果表明:(1)1990—2000年,金塔绿洲总体的景观破碎化程度轻微地降低。(2)从景观类型上看,基质的破碎化程度增强;水浇地面积增大,趋于集中分布,破碎化程度降低;城镇用地破碎度增加,分离度减小。这些变化与人类开发利用活动的程度和方式有关,体现了荒漠基质受人类影响而逐步形成的典型农业型绿洲的特点。

干旱区典型流域近30a土地利用/覆被变化和景观破碎化分析--以玛纳斯河流域为例

利用1976年、1989年、2005年三期遥感影像,运用GIS和FRAGSTATS景观分析软件对玛纳斯河流域近30 a的土地利用/覆被变化和景观破碎化进行了研究。结果表明:①玛纳斯河流域土地利用/覆被在过去30 a间发生了普遍的变化。耕地、建设用地不断增加,而草地、林地、水域、盐碱地不断减少。耕地主要是在草地上开垦出来的。②绿洲内部的耕地趋于集聚状态,破碎性降低,而绿洲边缘的耕地,破碎性增强。草地面积大减,破碎性增强,退化严重。沙地、水域破碎性也不断增强,林地、未利用土地的破碎化于1989年增强,2005年减缓。③驱动力分析表明,流域变化是自然和人类活动共同作用的结果,其中人口的快速增长、政策环境的变化和自然环境变化如干旱等是最主要的驱动因素。

辽河三角洲湿地的景观破碎化分析

利用遥感、ＧＩＳ手段对辽河三角洲的湿地景观进行研究，并选用６种不同的方法对研究区的景观破碎化程度进行分析．结果表明，研究区的景观破碎化程度较低，总体斑块密度为０．２８６个·ｋｍ－２，廊道密度为１．０９８ｋｍ·ｋｍ－２，聚集度指数为０．９５５．景观破碎化与人类活动密切相关，随着人类活动的增加，景观破碎化程度加深．廊道景观的发展是景观破碎化的前提与动因．

基于地理加权回归的漫湾库区景观破碎化及影响因子分析

应用地理加权回归模型分析漫湾库区景观破碎化指数——有效筛网大小与相关因子之间的空间关系。选取的解释变量分别是距道路的距离、距乡村的距离、距河流的距离、坡度。结果表明：大坝修建后4种解释变量与有效筛网大小呈现较显著的正相关性。与线性回归模型相比,地理加权回归模型的拟合效果显著提高。1974~1988年,有效筛网大小对各影响因子最敏感的区域面积呈现显著的时空变化这为确定水电站建设及其他因素对景观破碎化影响的大小,并进一步改善库区景观破碎化的现状提供了依据。

东山岛海岸带景观破碎化时空梯度分析

运用景观格局指数、缓冲带分析和移动窗口法相结合的方法,分析了福建东山岛18年来从沿海到内陆和海岸地带的景观破碎化梯度变化特征。结果显示:东山岛各缓冲带的景观破碎化程度总体随时间在不断增强,但不同区域有所差异;近海岸地带、西北部及南部的有林地带的破碎化程度持续降低,而中北部和南部城镇农田集中区人为干扰日益强烈,破碎化程度不断增加;采用半变异函数和移动窗口相结合的方法,确定东山岛景观破碎化分析的特征尺度为1000m;在此尺度下,发现景观破碎化指数的变化率随时间存在明显的空间差异,而运用设置样线并提取样点的景观破碎化指数的方法,则发现距离海岸线500m和1000m处的地带破碎化程度不断加剧,是东山岛沿海人为干扰的强烈地带;东山岛人工干扰随时间趋向分散,破碎化指数曲线波动趋向显著;城镇化、旅游和农业发展应该是东山岛景观破碎化的主导驱动因子;采用Pearson相关系数分析景观破碎化与景观格局其他方面特征的相关性,发现它们具有较强相关性,说明运用景观破碎化指数能够反映东山岛景观格局变化的基本特征。

深圳市水体景观破碎化动态及其生态价值变化

结合景观生态学理论、轨迹分析法及生态系统服务功能评价方法,以深圳市域的水体为研究对象,分析水体景观破碎化动态及其生态价值变化。研究结果表明:1)城市水体景观破碎化过程显著,以水体萎缩为主要特征。在2000—2006年间水体变化速率加快,表现为河流片段化及渠道化,坑塘、滩涂萎缩破碎。同时不同水体类型具备不同的破碎化特征,河流表现为先破碎后萎缩,坑塘及滩涂表现为持续萎缩,而水库的破碎度稳定。2)水体的变化轨迹以建设用地为主要终点,水体向建设用地的转化驱动水体破碎化及萎缩过程,其中人为推平及填埋水体是主要变化因素。3)水体景观破碎化降低了生态系统服务功能的间接价值,阻碍了生命支持系统功能的发挥;同时水体的产品生产功能所反映的直接价值得到提高,导致间接价值比重不断降低。