喀斯特与非喀斯特区域植被覆盖变化景观分析——以广西壮族自治区河池市为例

根据1990年、2000年和2010年的3期Landsat TM数据,利用基于NDVI的像元二分模型,计算得出河池市的植被覆盖度空间分布数据,并将3期植被覆盖图与岩溶地质图进行叠加分析地质构造对植被覆盖度的影响;最后,从斑块类型和景观级别上选取10个景观指数进行空间格局变化的剖析。研究结果表明:1)30年来研究区植被覆盖度在增加,高植被覆盖区和较高植被覆盖区一直处于优势地位。2)30年来研究区景观异质性减弱,破碎度降低,景观优势度增加。3)30年来研究区的斑块形状主要取决于自然地貌及自然环境条件。4)30年来研究区景观整体的聚集程度在增加;研究区景观越来越由少数植被覆盖等级类型所控制。30年来,研究区植被景观的生态恢复是比较明显的,这与30年来研究区的经济社会发展的实际情况是相吻合的。研究可以得出非喀斯特区域的植被景观的生态恢复较喀斯特区域变化更明显;喀斯特区域的景观较非喀斯特区域更分散、更复杂;喀斯特区域的生态状况较非喀斯特区域更容易被破坏,并且恢复起来更困难。这说明了喀斯特生态系统的特殊性。

喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析——以古周生态恢复重建区为例

石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg^(-1)上升到1.88 g·kg^(-1),增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg^(-1)上升到1.36 g·kg^(-1),增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg^(-1)上升到164.31 mg·kg^(-1),增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg^(-1)上升到82.57 mg·kg^(-1),增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg^(-1)上升到58.52 mg·kg^(-1),增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg^(-1)上升到28.09 mg·kg^(-1),增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复过程与土壤质量状况关系密切,随着石漠化治理状况的好转,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现出上升趋势,土壤容重、pH值减小,土壤肥力增加。

基于GIS与RS的土壤侵蚀变化定量监测——以黄土高原水保二期世行贷款庆城项目区为例

在GIS软件ArcMap和ArcView的支持下,建立研究区的空间数据库,利用GIS软件的栅格数据空间分析功能,将研究区空间离散化为10 m×10 m的栅格,生成通用土壤流失方程RUSLE所需的各因子栅格图;借助GIS软件的地图代数运算,将各因子连乘,得到土壤侵蚀量栅格图,在此基础上对侵蚀栅格图进行分类,获得土壤侵蚀等级图。将得到的土壤侵蚀图与土地利用图和坡度图叠加,获得不同土地利用方式下和不同坡度下的土壤侵蚀量,据此对土壤侵蚀与土地利用以及土壤侵蚀与坡度之间的关系进行分析,以期为水土流失的防治和保护规划方案的制定提供科学依据。

粤北岩溶区连江流域降雨侵蚀力

对连江流域35个气象站1980―2013年逐日雨量数据进行整理,利用日雨量、月雨量和年雨量方法计算得出RA、RB、RC,通过有效系数M检验得出最优R值;然后利用反距离加权、张力样条函数和普通克里金进行空间插值,通过检验确定最准确的插值方法,最后对其进行插值分析。结果表明:基于月降雨量的计算方法和反距离加权插值法更加适合于连江流域降雨侵蚀力的计算和估算;连江流域降雨侵蚀力时空变化明显,降雨侵蚀力变化与年际降水量变化基本一致;中上游高大山脉存在的地区,多年平均降雨侵蚀力明显高于其他地区;下游多年平均降雨量丰富,其多年平均降雨侵蚀也较严重。

空间数据库引擎及其解决方案分析

解决用户应用系统与空间数据库间的数据传输成为空间数据库能否得以充分利用的关键问题。在众多解决方案中,空间数据库引擎备受关注。本文对几种常见的空间数据引擎ArcSDE、OracleSpatial、SpatialWare、DB2SpatialExtender和ImformixSpatialDataBlade以及SuperMapSDX+,从存储模型、进程管理、空间查询与索引、数据缓存技术以及二次开发等方面进行了分析。

佛山市禅城区景观格局粒度效应分析Ⅰ——景观制图与景观指数选取

以佛山市禅城区作为研究对象,在其土地利用分类基础上,利用GIS软件、景观格局分析软件(Fragrats3.3)和Excel软件,从景观水平和斑块类型水平上分析了粒度变化对禅城区、老城区和南庄镇3类景观格局的影响,并对比分析南庄镇和老城区在不同粒度下的尺度效应,寻找不同景观的适宜分析粒度,从而为选择适宜粒度进行景观指数的计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,景观指数具有粒度效应:在景观水平上,禅城区的适宜尺度为5、20～40和120～140 m区间,老城区的适宜尺度为10、20～40和120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度为5、70、110 m;在斑块类型水平上,禅城区和老城区的适宜粒度均为10或120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度大致是粒度为10、20或120～150 m区间。

基于RS与GIS的黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀的景观格局分析——以黄土高原水保二期世行贷款庆城项目区为例

以水土保持学和景观生态学原理为基础,采用野外调查、遥感和地理信息系统技术结合通用土壤流失方程对项目实施前后的土壤侵蚀状况进行了定量计算,得出了项目区土壤侵蚀面积、输沙模数及空间分布信息。利用软件Fragstats3.3对项目实施前后的2个时期栅格格式的土壤侵蚀空间分布数据,从斑块类型尺度和景观尺度研究了6 a间土壤侵蚀的景观格局变化特征。

陇东黄土高原典型区域土壤侵蚀变化定量监测

运用GIS软件的数据库管理功能和栅格数据空间分析功能,根据修正的通用土壤流失方程(RUSLE)的形式,读取数据库文件,生成该模型的各因子专题图。然后借助GIS软件的地图代数运算,将各因子连乘,得到土壤侵蚀量栅格图,并对其进行分类,获得1998年和2004年两期的土壤侵蚀等级分布图。进而对这两期的土壤侵蚀量进行统计和变化分析。再将得到的土壤侵蚀图与土地利用图叠加,最终获得不同土地利用类型下的土壤侵蚀量,据此对土壤侵蚀与土地利用类型之间的关系进行了分析,以期为水土流失的防治和保护规划方案的制定提供科学依据。

基于GIS的佛山市禅城区路网空间通达性分析Ⅰ——通达性指标的选取与计算

以佛山市禅城区为研究对象,基于GIS建立道路网络,求算出道路网络的各个通达性指标。从网络密度、连通度、可达性、空间距离、时间距离和绕行系数几个方面分析了禅城区道路网络的通达性。研究结果表明:祖庙街道的网络密度明显高于其他镇街,石湾街道的道路结点的通达程度较高,南庄镇的各项指标均最低。总体来说禅城区的3个街道通达性水平比南庄镇高。

基于GIS的佛山市禅城区路网空间通达性分析Ⅱ——通达性分析

以佛山市禅城区为研究区域,基于GIS建立道路网络,求算出道路网络的各个通达性指标。从通达性水平、空间距离、时间距离和绕行系数几个方面分析了禅城区道路网络的通达性。研究结果表明:祖庙街道的道路网络密度明显高于其他镇街,石湾街道道路结点的通达程度高,南庄镇的各项指标均最低。总体来说禅城区的3个街道通达性水平比南庄镇高。

佛山市禅城区景观格局粒度效应分析Ⅱ——粒度效应分析

以佛山市禅城区作为研究对象,在其土地利用分类的基础上,利用GIS软件、景观格局分析软件(Fragrats3.3)和Excel软件,从景观水平和斑块类型水平上分析了粒度变化对禅城区、老城区和南庄镇3类景观格局的影响,并对比分析南庄镇和老城区在不同粒度下的尺度效应,寻找不同景观的适宜分析粒度,从而为选择适宜粒度进行景观指数的计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,景观指数具有粒度效应:在景观水平上,禅城区的适宜粒度为5、20～40和120～140m,老城区的适宜粒度为10、20～40和120～140m,南庄镇的适宜粒度为5、70、110m;在斑块类型水平上,禅城区和老城区的适宜粒度均为10或120～140m,南庄镇的适宜粒度大致为10、20或120～150m。

粤北岩溶区连江流域土地石漠化变化分析

以粤北岩溶区连江流域为研究对象,利用1988年和2013年的2期LANDSAT遥感数据,在GIS和FRAGSTAT景观格局分析软件支持下,定量地分析连江流域的土地石漠化类型变化及其景观格局时空动态特征。结果表明:25年来各种类型石漠化土地无论是在数量、面积和空间分布特征方面都发生了十分显著的变化,总面积减少117.34 km^2(32.76%),斑块数增加3246块;石漠化由1988年的重度、中度石漠化为主转变为2013年以中度、轻度石漠化为主。25年来轻度石漠化土地面积增加45.98 km2(106.41%),具有明显增加的趋势。中度、重度和极重度石漠化土地面积均减少,减少面积分别为40.60 km^2(27.13%)、118.42 km^2(75.35%)和4.31 km^2(52.60%)。连江流域石漠化土地的总体景观空间格局动态变化在程度上有所差异,表现为景观异质性减弱,破碎度降低,而景观优势度增加;景观丰富度密度0.0013,面积加权的平均斑块分维数在l.0554—l.4176之间,处于最大域值l—2的下段;景观形状指数在43.4155—407.0628之间;斑块密度和边界密度的都很小,分别处在0.3624个/100 hm^2—11.9723个/100hm^2和1.1476 m/hm^2—137.0875 m/hm^2之间,表明各类景观嵌块体的几何形状较复杂,被分割的程度较低,破碎化现象不明显,空间异质化程度低,总体多样性程度不高,丰富度较小。

基于TM影像的广西河池市岩溶地区植被覆盖度的动态变化研究

选取广西河池市岩溶地区1990、2000和2010年3个时相的TM影像,采用基于NDVI的像元二分模型,探讨该区植被覆盖度的时空动态变化特征及其与非岩溶区的异同。结果表明:(1)近20年来,高植被覆盖区的面积在逐渐增加,其占整个研究区域面积的比例从1990年的30.81%增加到2010年的53.66%,较低植被覆盖区、中度植被覆盖区和较高植被覆盖区的面积在逐渐减少,其占整个研究区域面积的比例从1990年的9.63%、17.25%和31.97%下降到2010年的8.54%、9.88%和26.74%。(2)近20年来,岩溶区低植被覆盖区的面积变化率比非岩溶区的大,岩溶区的面积变化率是37.74%,非岩溶区仅为是3.28%。而非岩溶区的较低植被覆盖区、中度植被覆盖区、较高植被覆盖区和高植被覆盖区的面积变化率则比岩溶区的要大,非岩溶区的面积变化率分别是54.30%、57.47%、26.75%、75.77%,而岩溶区的面积变化率分别是34.87%、43.07%、16.34%、71.55%。(3)1990-2000年岩溶区中较低植被覆盖区、中度植被覆盖区的面积变化幅度比2000-2010年的要大,两个时期的变化率分别是4.68%、0.11%和5.68%、1.79%。2000-2010年低植被覆盖区、较高植被覆盖区的面积变化幅度比1990-2000年的要大,两个时期的变化率分别是1.75%、5.07%和1.64%、3.59%。2000-2010年非岩溶区中高植被覆盖区的面积变化幅度比1990-2000年的大,1990-2000年的变化幅度是8.38%,2000-2010年的变化幅度是16.04%。岩溶区与非岩溶区植被覆盖度变化的这种差异,主要由于两者间的岩性条件不同所引起。