基于景观格局指数的河流生境特征描述方法研究

以金沙江支流黑水河为研究对象,借助景观格局指数,筛选并建立描述生境特征的指标集,分析了黑水河苏家湾电站所处河段生境特征变化规律。研究结果表明:在不同工况下,生境斑块的时间和空间分布存在明显差异;主成分分析共提取出11个代表指标,从形状、聚集性、复杂性等方面描述了生境特征;筛选得到的生境指标集随流量变化存在4种不同的变化趋势,其中斑块占景观面积百分比、连接度、整体性和回旋半径加权面积指数与鱼类加权可用面积的变化显著相关。生境景观格局指数反映了鱼类生境斑块配置及其质量的变化,可为河流可持续发展和鱼类生境修复提供可靠的监测依据。

浙江山地区村镇景观格局指数与地温相关性分析——以金华市为例

优化村镇景观格局可调控地表温度,显著缓解热岛效应。为进一步揭示山地区村镇景观格局与地表温度之间的相关性关系,基于金华市金东区Landsat遥感影像,应用遥感技术与统计分析等方法,在村镇尺度视角下分析了不同用地类型景观格局指数与地表温度的相关性关系。结果表明,山地区村镇景观格局对地表温度空间分布影响明显,建设用地周围地温远高于林地周围地温,且地温从建设用地向南北两侧林地逐渐降低;分散的小面积建设用地斑块对地温的影响程度要小于密集的大斑块,将建设用地聚集在一起,在周围留下广阔开放空间的做法会增加地温;对于山地区村镇林地而言,聚集的大斑块比分散的小斑块更能起到冷却效果。研究结果有助于优化村镇景观格局,更好地调节地表温度,并为科学地开展村镇绿化提供理论依据。

耕地质量与景观格局指数的关系研究——以江西省鹰潭市为例

研究耕地质量与景观格局间的关系,可以为加强国家耕地质量保护和提升提供科学依据。利用江西省鹰潭市2022年耕地质量数据,在耕地质量评价的基础上综合分析鹰潭市的总体耕地质量状况。选取斑块面积、斑块占景观比例、边界密度、斑块密度、景观形状指数、平均斑块大小、景观分离度、蔓延度指数和香农多样性指数等景观格局指数在Fragstats 4.2软件中进行计算,再将耕地面积加权平均国家自然等别、利用等别、经济等别指数分别与选取的耕地景观格局指数进行相关性分析。研究得出,耕地质量国家自然等指数与耕地边界密度呈极显著负相关,相关系数为-0.393(P<0.01);耕地质量国家利用等指数与耕地平均斑块大小和香农多样性指数呈极显著正相关,相关系数分别为0.343(P<0.01)和0.416(P<0.01);耕地质量国家经济等指数与耕地边界密度呈极显著负相关,相关系数为-0.381(P<0.01)。因此部分景观格局指数与耕地质量之间存在明显的相关性,可以在一定程度上反映该区域内耕地质量与景观格局指数间的关联。研究结果可为从景观格局角度实现耕地质量的提升与保护工作提供科学参考,对国家层面做出优化区域耕地空间布局决策也具有一定的现实意义。

基于PSR模型和景观格局指数的滇池流域生态系统健康评价

以“压力-状态-响应”(PSR)概念模型为基础,构建了包括景观格局指数的3个子系统17个指标的评价指标体系,采用层次分析法测定权重,综合评价模型计算生态系统健康综合指数,确定2010—2017年滇池流域生态系统健康等级,并运用灰色关联度分析法确定主要影响因素。结果表明:(1)2010年、2015年、2017年生态系统健康指数分别为58.57、58.17、64.89,流域发生了亚健康状态向健康状态的转变;(2)3个子系统中,状态子系统权重为0.5,对整个流域生态系统健康评价的作用最为显著;(3)17个指标中,关联度>0.9的影响流域生态系统健康的主要因素包括城镇化率、土地垦殖系数、人口干扰度指数以及分离度指数、复杂度指数、均匀度指数、破碎度指数等景观格局指数,共计13个;其中,城镇化率是关联度最高的影响因子。将滇池流域划分为湖滨区、平坝区和山地区,根据不同区域影响因子的差异性提出相应的生态系统健康的管理建议。

基于景观格局指数的坪山河流域生态风险评价

在城市的发展过程中,河流与陆域是不可分割且相互影响的两个重要部分,对研究城市流域未来的发展方向具有重要意义。广东省深圳市坪山区是粤港澳大湾区发展建设中关键的一环,因此以坪山河流域为研究对象,选取2001年、2013年和2019年的3期遥感影像数据,综合运用景观生态学的基本原理与方法,利用遥感(Remote Sensing,RS)技术和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)通过相关计算得出坪山河流域的景观格局指数以构建生态风险系数,并对近20年内生态风险的时空变化特征进行系统分析。结果表明:(1)由于林地面积比重较大,其各景观指数呈相对稳定的状态,建设用地面积持续增加,分离化减少,草地及水域受外界影响严重,损失度及分离度趋势愈发严重;(2)坪山河流域内较高风险及高风险区域面积逐年减少,原有的集中式连片高风险区域格局被打破。通过对相关政策措施的研究可以得出水生态修复工作成效显著,生态风险明显降低,范围逐渐缩小。

基于土地利用的三维景观格局指数变化分析

由于传统二维景观格局指数未考虑地形特征对景观格局指数的影响,为进一步研究地形结构对景观格局指数的影响,以重庆主城区为研究对象,利用ENVI5.2、ArcGIS10.5、Fragstats4.2平台,对重庆主城区不同城市化阶段的Landsat影像数据进行土地利用变化和三维景观格局分析。结果表明,2008-2018年研究区土地利用面积发生了较大变化,表现为林地和建设用地增加,耕地减少,湖泊与河流面积变化不大;景观格局变化主要表现为景观受人类干扰较强,随着城镇规划越来越合理,景观破碎度减少,景观异质性降低。通过对比二维景观格局指数发现,三维景观格局指数更能反映研究区的景观格局。

土地利用分类对景观格局指数的影响

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类:①第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系(对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系)来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;②第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段(或阶梯形)变化,存在多种可能(S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。

区域代表性景观格局指数筛选与土地利用分区

研究目的:筛选一组代表性景观格局指数进行区域土地利用特征描述和土地利用分区。研究方法:景观格局分析软件应用、主成分分析和聚类分析方法。研究结论:仙侬景观多样性指数、景观分离指数、斑块密度、景观形状指数、周长/面积分维数这一组景观格局指数可以很好地表征德州市土地利用特征;基于选定的景观格局指数可以将德州市分为4种类型区。

景观格局指数间相关关系对植被覆盖度等级分类数的响应

运用景观指数进行景观格局分析已成为景观生态学的主要研究方法。但是,由于景观本身的复杂性以及景观格局指数之间的相关性,其应用与发展受到制约。选用面积/周长/密度、形状和蔓延度等3类共28个指数,以广州市中心城区为研究区域,以TM遥感影像为数据源形成植被覆盖度等级图,在景观类型水平上探讨各类型内指数之间的相关性及其对景观分类数的敏感程度。相关性分析表明:景观格局指数间都存在一定的相关性,但是相关程度差异较大,其中面积/周长/密度类指数间的相关性最强,蔓延度类指数其次,形状类指数间独立性相对较强。敏感性分析结果显示:117个指数对的相关关系都随景观分类数发生变化,根据其变化类型和程度,可以分为简单型、分段型、复杂型等3种指数关系响应的类型,分别包括12、31和74对指数;敏感曲线还表明4或5是指数对之间相关关系最敏感的分类数;不仅如此,分类数对景观格局指数之间相关关系的影响程度因景观格局指数所属的类别而异,面积/周长/密度类型指数不敏感,其次是蔓延度类指数,最敏感的是形状类指数;最后,研究结果表明景观格局指数间的相关性对分类数的敏感性存在较大的空间变异。

基于景观格局指数的农村居民点土地利用分区研究

为了对农村居民点的土地利用现状进行分区研究,以临夏县北塬地区为研究区域,采用2010年临夏县土地利用数据为基础,利用景观格局分析软件得到代表北塬地区农村居民点特征的20个景观格局指数,运用主成分分析方法对这20个景观格局指数进行降维处理,得到能够代表这20个景观格局指数的3个指数,即仙侬多样性指数、斑块密度、形状指数。最后,运用聚类分析方法对北塬地区农村居民点进行分区。结果表明:北塬地区农村居民点可以分为4类:第1类为北塬乡、南塬乡;第2类为土桥镇、桥寺乡、先锋乡;第3类为坡头乡、安家坡乡、河西乡;第4类为莲花镇。研究结果对今后的北塬地区土地利用总体规划,农村居民点整理,新农村建设工作具有重要意义。

景观格局指数的粒度效应——以沈阳城市森林为例

基于沈阳市2006年QuickBird卫星影像,以城市森林为对象,从景观和斑块类型水平研究了25个常用景观格局指数在细粒度范围(粒度边长<30 m)的粒度效应。结果显示:(1)25个指数随粒度增加的响应可分为3类:单调上升或下降、u型或n型变化和无规律变化。(2)5种城市森林类型对景观格局指数的粒度效应表现出2种趋势:以小斑块为主的附属林和道路林随粒度增加斑块数量急剧减少,相应指数变化幅度较大;以大斑块为主的风景游憩林、生产经营林和生态公益林,景观格局指数对斑块数量变化不敏感,但随粒度增加斑块面积增加,引起面积加权平均斑块面积和有效格网大小等指数较大变化。(3)通过景观格局指数尺度检测图的拐点,沈阳城市森林景观格局分析的适宜粒度为5 m。

基于景观格局指数的生态完整性动态评价

运用景观生态学的原理和方法,采用景观优势度、植被生物量,以及景观多样性3个景观格局指数,从结构和稳定性两方面构建生态完整性综合指数,对丰满水电站库周生态完整性的动态变化进行评价.结果表明,生态完整性综合指数从1979年的0.8698下降到2008年的0.8419,生态完整性没有根本性的改变,但恶化趋势明显.

基于Fragstats4的景观格局指数与地表温度的相关性——以石家庄市为例

以石家庄市城市景观为研究对象,选取1987年、2004年和2019年Landsat遥感影像数据,采用监督分类方法将研究区分为绿地、水体、不透水地表和未利用地四类景观,采用单窗算法和劈窗算法反演地表温度(LST)。从景观生态学角度出发,利用Fragstats4.2计算4种类型的景观格局指数,并对景观粒度和移动窗口的尺度选择进行探讨分析;利用ArcGIS空间分析方法和统计分析方法,分析4种类型的景观格局指数与LST的相关性。结果表明:1987—2019年绿地斑块类型面积(CA)、最大斑块面积指数(LPI)和聚集度指数(AI)逐渐下降,不透水地表CA、LPI和AI逐渐增加,随着城市化进程的加快,绿地面积逐渐减少和裂化,绿地景观优势在不断下降,不透水地表面积在逐渐增加和聚合,不透水地表景观优势在不断加强,逐渐形成优势景观。斑块百分比指数(PLAND)、LPI和AI与LST表现出一致的极显著相关关系,绿地和水体为负相关,不透水地表和未利用地为正相关;斑块破碎化指数(SPLIT)则相反,绿地和水体为正相关,不透水地表和未利用地为负相关。LST与PLAND和LPI的相关系数明显高于LST与AI和SPLIT的相关系数,说明一个优势景观对地表温度的影响效果明显大于几个比较分散或破碎的景观。

基于景观格局指数的基本农田保护区集中连片性研究——以济南市历城区为例

耕地与基本农田保护是我国土地管理、土地利用规划的重要内容。新一轮土地利用总体规划修编及数据库建设中要求基本农田调整布局更加集中连片。该文应用景观格局指数,研究了济南市历城区基本农田保护区规划调整中集中连片性的变化。结果表明,除保护区图斑面积标准差外,图斑平均面积、图斑面积变异系数、图斑边界密度、最大斑块指数、平均欧式邻近距离5项指标均表明,规划调整后基本农田保护区布局上更加集中连片。为基本农田保护区布局的集中连片性判断提供了简便易行的方法。

基于景观格局指数的乡村生态规划方法

景观生态学的尺度理论和景观格局指数方法是研究乡村生态环境保护及村庄规划建设的有效技术方法,而按照尺度理论,村域尺度是乡村生态规划、土地利用管理和村庄建设控制的关键尺度。郑州市西南部生态带区域内的村庄规划通过分析景观指数的内涵与特征,选择景观形状指数(LSI)、斑块密度指数(PD)和边界密度指数(ED)实施乡村生态格局优化的预案研究,并提出可作为该地区乡村规划编制、方案评价和建设管理依据的景观格局指数的优化值。结果显示,景观生态学的尺度理论和景观格局指数方法对于保护乡村生态格局并适应村庄发展建设需求具有积极有效的作用。

地方院校校园绿地景观格局指数评析——以阜阳师范学院为例

高校校园绿地景观是城市绿地景观的重要组成部分,对改善师生的工作和学习环境,增进师生的身心健康至关重要,具有重要的生态服务功能。以地方院校——阜阳师范学院清河校区(老校区)和西湖校区(新校区)为例,依据景观生态异质性原理,采用多样性指数、廊道密度指数、最小距离指数、破碎化指数、分维分析等景观格局数量指标,对两校区绿地系统的空间格局进行定量分析,得出两校园生态质量方面的总体评价,同时对绿地系统今后的改建提出了建设性的意见和措施方案。

基于景观格局指数的大庆市土地利用格局变化分析

1960年以来,大庆市土地利用发生了巨大变化,对当地的生态环境产生了不同程度的影响。利用大庆市1978、1988、1992、1996、2001年5个时段的MSS和TM遥感影像为数据源,获取了不同时期的土地利用信息,在此基础上利用GIS和FRAGSTATS软件,分析大庆市土地利用景观格局变化特征。结果表明研究区域内出现了草地、水域面积大幅减少、破碎度加大、土地退化等严重生态问题,应合理规划和布局以实现区域土地的可持续利用。

淮河流域中游湿地景观格局指数变化分析

利用淮河流域中游20世纪50年代的地形图和1980、2000年的遥感影像图分别提取、解译得到各时期的土地利用图和基于湿地二级分类的各湿地类型分布图,运用景观指数分析方法对淮河流域中游湿地景观生态变化进行分析评价。分析结果表明：1950~1980年湿地景观格局指数变化大,1980~2000年湿地景观格局指数变化很小。这些湿地景观格局指数的变化总体上说明淮河流域中游湿地格局由多样化、复杂性转为单一化、破碎性,湿地系统组分急剧减少、过渡带大量消失,湿地景观的连通性、异质性大大减弱,湿地系统的完整性、均衡性不复存在,从而导致湿地生态服务功能下降或不能得到充分利用。

景观格局指数在生态环境影响评价中的应用——以丽江至香格里拉铁路生态影响评价为例

以丽江至香格里拉铁路为例,选取了随土地利用分类系统变化的可预测性强的景观格局指数,分别反映景观面积、密度、邻近度、多样性和聚散性,对研究区生态系统结构及铁路建设对其产生的影响进行分析。结果表明,选取的景观格局指数能够反映研究区生态系统的结构状况及其变化,能够保证生态环境影响评价的科学性。

基于景观格局指数分析的北京美丽乡村规划评价研究

在乡城一体化建设的背景下,以城乡空间生态安全格局的规划保护为出发点,在传统的乡村规划方法基础上,运用景观格局指数分析方法与栅格化分析技术研究并提出美丽乡村规划的评价指导意见。研究表明,北京市门头沟区潭柘寺镇辖区内景观格局总体异质性良好,但生境破碎化程度偏高,其决定因素为区域内人类活动的干扰强度普通但干扰频率较高;在次级尺度上景观格局表现出了相反的倾向,指数敏感地显示了局部景观蔓延度低、异质性差的情况。建议建立生态保护区,规划景观廊道网络;建设小型异质性斑块。