基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。

黄土丘陵小流域土地利用景观空间格局动态分析

该文以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10a来景观多样性动态变化进行了分析。结果显示,耕地、林地、园地、居民点用地及草地分维数略有下降,未利用地分维数有所上升,而水域分维数保持不变。试区景观类型多样性指数和均匀度指数略有下降,优势度指数、破碎度指数及土地利用合理指数有所增加,目前试区从耕地及草地为主的景观生态系统转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统。政策因素的引导及经济利益的驱动是该试区土地利用景观格局变化的主要原因。

黄河流域青海片土地利用景观空间格局分析

应用GIS,RS技术与景观格局分析软件FRAGSTATS研究了2001年黄河流域青海片土地利用和青海片内景观格局的空间分布,并根据构建的景观弹性度指数分析了研究区域的景观生态系统稳定性。结果表明,黄河流域青海片总体上以低覆盖和高中覆盖草地为主,景观不规则,较为复杂且不稳定,但无明显破碎化现象。片内黄河源头区域景观多样性和弹性度相对较低;片内黄河干流区域景观多样性、均匀度和景观弹性度相对较高。西宁市景观破碎度较高而景观弹性度较低,受人为干扰较强。

豫西黄河流域土地利用景观空间格局分析

运用景观生态学原理,借助GIS技术,选取景观指数对豫西黄河流域土地利用景观格局进行分析。结果表明,林地和以旱地为主的农业景观是豫西黄河流域的主体景观类型;各景观类型间斑块密度值差距较大,斑块形状指数差异较明显,总体上较简单;研究区域景观异质性和多样性较高,各景观类型所占比例差异较大,农田和林地占有较大优势。该区域景观破碎化程度较小,特别是西部地区地形起伏较大,人类干扰活动相对较小。

洋河小流域土地利用景观空间格局垂直变化

以洋河小流域为研究对象,在地理信息系统软件MapGIS和arcview3.3以及景观格局分析软件fragstats的支持下,选取斑块类型面积、分形维数、多样性、均匀度、优势度、蔓延度、散布与并列等指标,对洋河小流域土地利用与景观格局的垂直变化进行研究。结果表明,洋河小流域的土地利用结构呈现出明显的垂直变化规律。各种土地类型的绝对数量在区域的低海拔段占绝对优势,随着海拔的升高,耕地、水域所占本高程带的百分比呈上升趋势,而林地和未利用地则呈相反趋势。园地呈现先升后降趋势,建设用地基本维持不变。土地利用影响景观格局的变化,景观格局同样呈现出明显的垂直分异规律。林地、未利用地和园地的分形维数呈现随海拔升高而增加的趋势,而建设用地呈现相反趋势。由于人类干扰程度的不同,多样性指数和均匀度指数呈现先升后降,优势度指数呈现先降后升的趋势。这与蔓延度指数与散布和并列指数所体现的景观类型的团聚程度和混杂情况的变化规律相一致。

区域土地利用景观空间格局研究——以湖北恩施为例

结构决定功能,从景观生态学的景观格局入手开展土地利用空间结构及其变化的定量研究,对于区域土地利用可持续评价具有重要意义.本文以遥感数据为主要数据源,结合GIS及Fragstates软件,从景观级别和土地利用类型级别两个层次上,对2000～2007年间恩施州土地利用的景观空间格局进行定量分析,发现该区域土地利用系统景观多样性降低、稳定性下降.为维护区域土地利用空间格局、维持良好的生态环境,应进一步加强退耕还林和天然林保护工作,防止区域土地利用空间格局的逆向演变.

福州市土地利用景观空间格局分析

本文根据景观生态学原理 ,以 2 0 0 0年《福州市土地利用现状图》为主要信息源 ,在地理信息系统的支持下 ,从多样性、优势度、均匀性、分维数等角度对福州市景观空间格局进行分析。研究结果表明 :在自然因素与人类干扰共同作用下 ,福州市景观格局总体呈现多样性程度较低 ,斑块形状较复杂 ,景观生态系统较不稳定等特征 ,由此提出调整对策。

丘陵区小城镇土地利用景观空间格局分析——以绵阳市文昌镇为例

在GIS技术的支持下,运用空间洛伦茨曲线和分形理论,对梓潼县文昌镇2009年土地利用景观格局进行了分析,获得了各土地利用景观类型的分形维数,不稳定性指数和分散程度。结果显示:1)全镇土地利用景观要素边缘的复杂程度是公路用地(裸地(其他草地(有林地(园地(水工建筑用地(河流水面(旱地(其他林地(灌木林地(村庄(水田(水库和坑塘(风景名胜及特殊用地(内陆滩涂(设施农用地(建制镇(采矿用地;2)单块面积较大的、社会功能较强的土地利用景观要素的稳定性最高;3)设施农用地、内陆滩涂、建制镇、采矿用地、灌木林地、裸地和其他草地在文昌镇分布极为集中,而其他的土地利用景观要素在文昌镇的分布则相对比较均匀。结果对土地利用规划有重要指导意义。

基于城市更新的历史文化街区土地利用景观空间格局变化分析——以福州上下杭街区为例

基于2009,2015,2019年福州上下杭街区的土地利用数据,利用GIS和Fragstats技术,选取上下杭作为城市更新下历史文化街区保护研究的典型个案,计算土地转移矩阵,选取景观格局指数,分析2009—2019年上下杭景观格局动态变化。

北川地震遗址保护区土地利用景观空间格局特征分析

土地利用景观格局分析是北川县地震遗址保护区生态恢复重建关注的问题之一。研究其土地利用景观空间格局的分布特征,本文主要通过景观格局指数与GIS空间分析联合,以北川县第二次土地调查成果数据做基础,提取北川县曲山镇的土地利用现状数据来进行景观格局特征的研究。结果表明:(1)曲山镇土地利用数量结构方面:曲山镇全镇多样化指数平均值为0.4155,多样化特征不明显,表现为中部地区指数高、四周地区指数低;研究区的集中化水平平均值是0.0031,集中化程度总体水平不高,但空间差异较为明显,各个村的土地利用集中化水平均不高,差别较为突出;曲山镇的区位熵空间分异明显。(2)曲山镇土地利用空间格局方面:曲山镇的土地利用景观空间格局的破碎度水平平均值为0.0033,呈现出明显分异现象,并且从西南到东北由强变弱,中部中等水平;研究区的优势度平均值为1.2205,整体不明显,但地区差别显著;研究区的均匀度平均值为0.2767,整体水平较低,但地区差异明显。

土地利用景观的生态潜力与格局优化

随着社会经济的发展和城市化进程的加速,土地资源的合理利用与生态环境保护之间的矛盾日益突出。在此背景下,土地利用景观格局的优化成为解决这一矛盾的有效途径。本文旨在探讨土地利用景观的生态潜力与格局优化,以期为相关实践提供指导。由孙丽娜与宋戈等编著、中国农业出版社出版的《区域土地利用景观变化及其土地生态环境响应》一书,首先介绍了土地利用景观的基本概念、形成与演变以及景观生态学在土地利用中的应用,随后深入探讨了不同土地利用方式对土壤质量、水资源、生物多样性和景观美学的影响。书中强调了土地利用景观变化与土地生态环境之间的相互作用关系,通过实证研究展示了不同地区土地利用景观变化的具体情况.

土地利用转型下的西安市景观格局演变特征及驱动力分析

为揭示1990—2020年来西安市土地利用与景观格局的时空演变规律,以1990年、2000年、2010年和2020年土地利用数据为基础,借助ArcGIS10.8和Fragstats4.2等软件对其进行分析。结果表明:(1)1990—2020年,土地利用变化显著,耕地面积持续减少,草地面积先减后增整体呈现下降趋势,随着城市的不断发展,建设用地大面积占用了耕地,使耕地面积逐步缩小,且其他用地类型也均向建设用地转变;(2)在不同的景观类型之间,存在着明显的迁移现象,它们的空间聚集程度减小,破碎度增强,形状变得更为复杂,景观优势度减小,异质性增加;(3)景观格局演变的主要驱动因素是社会经济发展、农业生产和政策导向,其中,社会经济发展是耕地向建设用地转化的主要驱动力,政策因素是引起林地和耕地发生转移的根本原因。

汾河流域土地利用景观格局演变及其驱动因素探究

【目的】分析汾河流域临汾段土地利用面积变化及景观格局演变特征,掌握影响土地利用变化的驱动因素,旨在为汾河流域可持续发展以及生态环境保护提供参考。【方法】以汾河流域中游临汾市为研究区,基于1990-2020年遥感、气象、社会经济等数据,计算该地区的土地利用程度指数、土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数(类型级别和景观级别),探讨近30年临汾市土地利用面积变化特征及景观格局的变化趋势,利用主成分分析方法筛选影响临汾市土地利用变化的主要驱动因素。【结果】从土地利用结构来看,临汾市土地利用类型以耕地为主,草地和林地次之。从土地面积变化来看,1990-2020年,各土地类型的面积变化量绝对值由大到小依次为建设用地>草地>耕地>林地>水域>未利用地,其中建设用地、林地及水域面积均增长,其余土地类型面积均减少;土地利用类型转移以耕地转为建设用地和草地以及草地转为耕地和林地为主。景观类型级别方面,耕地、林地和草地的最大斑块指数(LPI)、景观形状指数(LSI)、斑块平均大小(AREA_MN)和斑块结合度(COHESION)均较高;景观级别方面,随着时间的延长,斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)总体均增加,边缘面积分维指数(PAFRAC)和蔓延度指数(CONTAG)均减少。主成分分析结果表明,社会经济因素、产业结构因素和自然因素是临汾市土地利用面积变化最主要的驱动因素。【结论】1990-2020年,临汾市的土地利用面积与景观格局发生了明显变化,探明了影响临汾市土地利用面积变化的主要驱动因素,其中建设用地、草地、林地和耕地受各驱动因素的影响较明显。

三峡库区多时空尺度土地利用和景观格局对水质的影响

为了探究三峡库区水质对不同尺度的土地利用和景观格局的响应,基于三峡库区2019—2021年7个断面的水文与水质数据和2020年土地利用数据,分析了水质时空异质性、多尺度河岸带缓冲区内土地利用和景观格局特征,同时利用相关性分析和冗余分析(RDA)确定了土地利用和景观格局对水质指标的影响及最佳影响尺度,并采用偏最小二乘回归(PLSR)探究了最佳影响尺度下的关键影响因子。结果表明:三峡库区水质状况整体稳定,枯水期的水质优于丰水期,水质状况主要受到面源污染、支流汇入、磷矿产业和城镇化的影响;小尺度缓冲区内景观斑块破碎化较严重,但多样性较高,耕地是库区的优势景观类型,其破碎化程度的增加有利于水环境的改善;林地和草地在枯水期对水环境的净化作用优于丰水期,而水域是河流氮磷污染物的主要来源;整体上土地利用和景观格局对水质指标的解释能力在丰水期高于枯水期,且在300 m缓冲区尺度下解释能力最强,其中耕地、草地、水域和斑块密度(PD)是影响水质指标的关键变量。

赣东北土地利用及景观格局变化对生态系统服务价值的影响

[目的]通过开展生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)对土地利用及景观格局变化的响应研究,维持赣东北生态系统功能稳定以及筑牢区域生态安全屏障。[方法]基于1990—2020年4期土地利用数据,利用GIS空间统计和分析等方法测度赣东北土地利用、景观格局和ESV的时空变化,并引入弹性指数和时空地理加权回归(GTWR)模型分别探究土地利用和景观格局变化对ESV的影响。[结果](1)林地和耕地是主要的用地类型,而除水域和建设用地面积递增外,其他地类面积均减少,使得整个区域景观破碎化和复杂化;(2) ESV总量整体上升,其中林地和水域是生态系统的主要贡献者,两者合计占比超过89%,而各县(市、区)ESV的分布和变化主要受水域、林地和建设用地的影响;(3)高弹性指数(弹性指数>5)主要集中于鄱阳湖及其水系沿岸和各县(市、区)中心繁华地段周边,而较高弹性指数(3<弹性指数≤5)主要集中于城市交界处;(4)散布与并列指数(Interspersionand JuxtapositionIndex, IJI)和分离度指数(Splitting Index, SPLIT)对各县(市、区)ESV的影响呈负向抑制作用为主,欧几里得最邻近距离(Euclidean Nearest Neighbor Distance, ENN)的影响由负向作用向正向作用过渡,而香农多样性指数(Shannon′s Diversity Index, SHDI)的影响总体呈正向促进作用且强度逐渐增强,同时4种景观指数的影响强度时空分异性明显。[结论]土地利用及景观格局变化对ESV的影响具有时空分异特征,在赣东北生态环境保护工作中应当采用差异化管理模式。

兰州市土地利用景观格局指数的粒度效应

【目的】分析确定兰州市景观格局的最适合粒度,为生态安全格局的构建提供科学依据。【方法】通过地理信息系统(ArcGIS)识别与划分土地利用斑块;等权叠加单因子影响因素并使用夜间灯光数据叠加修正确定综合生态贡献斑块;采用景观格局分析软件(Fragstats)在景观水平上确定并分析21个景观指数对粒度变化的响应程度。【结果】景观格局指数对粒度变化的响应大体呈现3种趋势:1)效应曲线与函数拟合度高,无明显拐点。2)效应曲线增幅较缓,存在明显拐点。3)效应曲线变化幅度强烈,但整体变化趋于增长或下降,存在明显拐点。【结论】分析得出土地利用类型斑块和生态贡献等级斑块的第一尺度域分别为80~120 m和50~160 m。综合分析得出适合兰州市景观分析的粒度为80 m。

土地利用结构与景观格局对黎河水质的影响

黎河是引滦入津工程的唯一连接通道,探究土地利用结构与景观格局对黎河水质的影响,可为合理优化流域土地资源、保护流域水质安全提供参考。2022年3月至6月选取了12个水质监测点采集水样,并检测了化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)、溶解氧(DO)和高锰酸盐指数(COD_(Mn))等5个水质指标。基于遥感数据和土地利用数据,利用GIS软件生成4种空间尺度的圆形缓冲区域,提取了不同空间尺度的景观格局指数,采用相关分析和冗余分析(RDA),探讨了土地利用结构与景观格局对水质的影响。结果表明:(1)黎河水质整体较好,总体达到Ⅱ类标准,但仍存在超标水质,其中输水期水质明显好于非输水期;多数点位COD、TP值超过Ⅱ类水质标准限值,其余水质指标年均浓度均达到Ⅱ类以内水质标准;(2)不同尺度缓冲半径内占地类型均以林地、耕地、建设用地为主,建设用地、水域面积比例的增加可导致水质的恶化,林地、草地增加可对水质起到提升作用;(3)不同空间尺度缓冲区景观格局指数对水质具有较好的解释度,500 m半径缓冲区景观格局对水质的解释能力最强,解释度达59.8%,其次为1000 m尺度(56.0%)。因此,要加强500 m半径缓冲区尺度土地利用的优化,严格控制流域建设用地、水域面积的增加。

洛阳市土地利用景观格局时空演变与预测分析

景观格局是土地利用变化最直观的表现形式,为了评估洛阳市土地利用与景观格局演变情况,进而为洛阳市土地资源管理和生态系统保护提供参考,基于2000—2020年我国土地利用遥感监测数据和PLUS模型,模拟预测洛阳市2030年惯性发展情景和生态保护情景下土地利用类型和景观格局变化,结果表明:2000—2020年洛阳市土地利用类型以耕地、林地和草地为主,区域土地利用总体波动较小,土地利用处于发展阶段;2030年,惯性发展情景下洛阳市土地演变速率提升、生态用地呈收缩趋势,生态保护情景下建设用地扩张受限、生态用地面积增加、区域生态效益显著增加。

“三生空间”视角下会泽县土地利用变化及耦合协调度时空格局分析

在生态较为脆弱且位置偏远的欠发达地区,生态环境保护和经济发展之间的矛盾长期共存。为有效破解这一发展困境,以曲靖市会泽县为研究对象,运用ArcGIS 10.8工具对2000、2010、2020年该地区的“三生空间”土地利用变化进行分析。通过时空分析、转移矩阵和耦合协调度模型,探讨“三生空间”视角下土地利用变化的时空特征和影响因素。结果显示:(1)会泽县的土地覆盖以林地、草地和耕地为主,建设用地面积明显增长,主要分布在城镇附近,而未利用地面积变化不明显。(2)建设用地、耕地、林地、草地、水体之间发生相互转变,其中草地-林地的转化量最大,但也有相当一部分林地和耕地转化为草地;此外,建设用地、未利用地和水体均有小部分相互转化,但变化不显著。(3)“三生空间”的耦合协调度变化D与耦合度C的变化相似,主要表现为功能中度协调区占比增加,功能高度不协调区占比减少。总体上看,会泽县土地利用的变化相对于大型城镇仍然较为缓慢。研究结果可为当地可持续发展提供科学依据。

基于移动窗口法的库尔勒市土地利用景观格局特征分析

绿洲城市是干旱区人类生产和生活的中心,作为绿洲城市,库尔勒市人地关系同样敏感。了解土地利用景观格局的时空演变对于改善该区域的人地关系与生态安全、促进高质量发展具有重要意义。运用景观生态学原理,根据各类景观参数从景观水平与类别上分析库尔勒市土地利用景观格局并用地理探测器模型来分析驱动力。结果表明,1)未利用地依旧为景观的基质。2)景观类型的转移特征在景观面积与类型间的转换上有较显著的时空变化。3)PD、NP、DIV、SHDI和SHEI逐渐增加;CONTAG减少,城郊的破碎化程度均呈持续增大趋势,人类活动影响不断增强,城市化水平提高,库尔勒市处于高速发展时期。4)影响库尔勒市土地覆被/土地利用时空变化分异的主导影响因子是归一化植被指数(NDVI),其贡献率最高;在交互因子探测结果中,NDVI与降水量与气温共同作用时,呈现双因子增强,解释力最大。气温年平均变化与降水量在总体上处于波动上升的阶段,这对提升绿地林地面积以及进行进一步的生态修复都产生了积极的影响。景观破碎化格局的研究利于领会大城市快速成长阶段的景观格局变化规律,为城市生境保护,生态功能修复提供基础。