基于移动窗口法的岷江干旱河谷景观格局梯度分析

以岷江干旱河谷为研究区,基于GIS技术和移动窗口法对其景观格局梯度变化进行分析,以期为区域的景观格局优化和管理提供支持。根据研究区的形状特征,分别沿干流和支流设置4条样带;选取景观水平下的景观指数,利用FRAGSTATS3.3软件分别采取标准法和移动窗口法获得不同尺度下的景观指数值;综合利用景观指数粒度效应分析、区域面积信息守恒评价方法和景观指数幅度效应评价曲线确定研究区景观格局梯度分析移动窗口尺寸,并计算了此窗口尺度下4条样带上的景观指数,得到沿样带方向的景观梯度格局。结果表明:岷江干旱河谷的景观基质是灌木林地,面积占73.82%。有林地和草地的景观异质性低,居民地和耕地斑块破碎化程度较大。确定了50m的栅格大小,250m的移动窗口尺寸为研究区景观格局梯度分析的窗口尺度;4条样带上各景观指数均随景观类型变化出现不同幅度的上下波动特征,梯度特征明显。处于景观类型过渡地带的区域,景观多样性和异质性增加,破碎化程度高;干旱河谷景观格局梯度变化主要受地形、水热因子,以及堤坝建设和土地开发利用影响。研究作为一种有益的尝试,更精细地分析了研究区的景观格局,能够为河谷地区景观格局量化分析提供参考,但也存在一定不足,需要在今后工作中继续深入研究。

基于GIS的上海市景观格局梯度分析

定量分析景观格局及其变化对于监测和评价城市化的生态后果十分重要。该研究应用基于GIS的梯度分析与景观指数相结合的方法定量分析了上海市城市化的空间格局。沿一条自西向东 6 4km长 6km宽和另一条自南向北 6 6km长 6km宽的样带 ,应用移动窗口计算了一系列景观指数。结果表明 ,城市化的空间格局可以用梯度分析与景观指数来定量 ,不同的土地利用类型沿景观格局梯度确实表现出明显的“空间特征”。多项景观指数可准确地、定量地指示上海地区东西和南北发展轴线上城市化的前沿和城市景观梯度分异的特征。城市化的总体格局是随着城市化程度增加 ,景观在组分上更多样化 ,形状上更为复杂以及生态学上更破碎化。此外 ,该文显示的上海市城市化景观格局比较符合同心圆论的城市发展理论 ,研究结果支持斑块密度随城市化程度而增加 ,斑块大小和景观连接度则下降的假说 ,但与随人类干预程度增强 ,斑块形状变得更规则的假说不相符和 ,因此 。

基于缓冲带的贵港市城市景观格局梯度分析

运用景观格局指数与城市建成区缓冲带划分相结合的方法,分析了广西贵港市近20a来城市建成区整体景观与主要城市景观类型(公共设施用地、工业用地、居住用地及农田)的圈层梯度变化特征。分析结果表明:贵港市城市建成区可以看作是居住用地与公共设施用地的镶嵌景观,但这种镶嵌景观随着城市化的发展,存在日趋不明显的特征;整个景观层面的指数20a来在31个梯度带内,表现出相似的变化趋势,斑块面积指数显示出贵港市城市建成区存在两个较为明显的商业金融中心;各梯度带内景观的平均面积增大,景观的形状日臻规则,景观多样性随景观类型及均匀度的增加显著上升。2004年主要城市景观类型在缓冲区中间各带能够很好的反映出格局的变化特征,其中工业用地和农田用地的斑块数和斑块密度随缓冲区梯度表现出较为一致的变化特征,而公共设施用地和居住用地的梯度变化趋势相似。各个梯度带中工业用地形状最为复杂,所占比重最低,平均斑块面积最大;公共设施和居住用地形状较为简单,在各带中所占比重较高,平均斑块面积较小;农田景观在各带中所占比例变化不大,近似连续分布,对城市生态环境的调节起到一定作用。

地形对亚热带山地景观尺度植被格局影响的梯度分析

用 7个指标反映三峡大老岭地区森林群落生境的地形特征 ,采用 DCCA排序方法定量分析不同地形因子对亚热带山地森林植被格局的影响及它们各自的生态意义 ;并分析它们的作用强度沿海拔的变化。结果表明 :1)DCCA排序的前 4个轴分别与海拔、坡位和坡度、坡向和坡面显著相关 ;山地森林植被存在多重尺度和方向的分异格局 ;2 )山地森林群落样方生境的热量、水分 (养分 )和光照条件可主要由海拔、坡位和坡度、坡向等地形特征分别反映 ;3)在垂直梯度上 :海拔的影响在海拔 6 0 0～ 80 0 m和 15 0 0～ 170 0 m最大 ;坡向影响的峰值在山顶带 ;坡度、坡位与坡形的影响在山地中部影响最大 ,其中坡度在海拔 6 0 0 m以下的影响也很显著 ;坡面的影响在山地中部最显著。

基于QuickBird卫星影像的沈阳城市绿地景观格局梯度分析

基于2006年QuickBird卫星影像数据解译的沈阳城市绿地分布图,在GIS的支持下,通过幅度效应的研究,在确定出研究区的适宜幅度为5 km的基础上,应用梯度分析与景观指数相结合的方法,研究了沈阳城市绿地景观结构及其梯度上的空间特征。结果表明:类型水平上,不同的绿地类型沿景观格局梯度表现出明显的空间特征;在城市中心,公园绿地为优势类型,而在郊区,农业用地为优势类型;城市绿地整体上破碎化程度高,绿地斑块形状较为复杂;景观水平上,不同景观指数沿样带梯度表现出差异性,表明城市化导致景观的破碎化程度增大,景观异质性增高;斑块密度、景观形状指数和景观聚集度指数具有明显的梯度特征,而最大斑块指数、多样性指数则不明显;景观格局指数和梯度分析相结合是研究城市绿地空间的有力工具。

长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林 沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错带环境梯度的相关规律 ,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制 ,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据 .将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带作为研究对象 ,采用样带网格的调查方法 ,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型 ,研究了森林 /沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势 .结果表明 ,森林 /沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局 .沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度 ,群落建群种发生更替现象 ;群落种类数目呈现指数递增趋势 ;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性 ;年龄结构一般呈三次式分布规律 ;植物多样性呈二次式递增分布趋势 ;群落生物量均呈现三次式函数曲线递增趋势 。

泾河流域平凉市城市化影响下景观格局梯度分析

基于GIS的梯度分析与景观格局定量分析相结合的方法,研究了平凉市城市化的空间格局。采用以TM为基础的1∶10 0000土地利用遥感制图,以城市中心为原点分别在东西和南北方向上布设1条30 km长3、km宽的生态样带,通过移动窗口取样并利用Fragstas软件分别在景观水平和类型水平上选取一系列景观指数进行计算分析。结果表明,在城市化的影响下,平凉市与市郊的过渡地带,景观在组分上表现出多样化,斑块形状比较复杂,破碎化程度较高。不同的土地利用类型随梯度变化的空间格局并不唯一,人类活动对平凉市景观的影响依赖于土地利用格局和土地的利用类型。

基于QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析

研究城市建筑景观的梯度变化特征,对城市规划与管理的合理调整有着重要的意义。应用QuickBird影像,基于Barista软件提取了建筑物三维信息,采用建筑平均高度、建筑密度、容积率、建筑高度标准差、建筑体形系数等指标,结合梯度分析法研究了铁西区建筑景观格局的梯度变化。结果表明:从1997到2008年,低层与多层建筑是主要的建筑景观组分,平房与低层建筑占地面积比重显著下降,多层、中高层与高层建筑比重上升。建筑平均高度、容积率与建筑高度标准差逐年上升,建筑密度、建筑体形系数与景观形状指数下降。建筑向垂直方向扩展,建筑能耗降低,形状更加规则。建筑景观的梯度变化与距市中心距离的远近没有关系,与区域功能相关,商业区建筑平均高度与容积率最高,政府所在地范围内建筑密度最大。

城乡样带景观梯度分析的幅度效应

基于梯度分析与景观格局定量分析相结合的方法,通过改变样带宽度与研究步长,对城乡样带景观梯度分析的幅度效应进行了研究。结果表明:城乡样带景观梯度分析具有尺度依赖性,样带宽度对分析结果的影响大于研究步长;研究步长主要影响各景观指数沿样带波动的剧烈程度,将样带等分为20个样方时的研究步长是分析该样带梯度规律的适宜尺度;样带宽度存在"临界阈"现象,当样带宽度越过临界值时,各景观指数沿样带的梯度规律均发生变化。此外,不同景观指数对城乡样带景观梯度规律的反映存在差异,各景观类型的面积比例、边缘密度和景观Shannon多样性指数沿样带的梯度变化规律明显,而斑块密度和平均斑块分形维数沿样带的梯度变化规律不明显。

基于梯度分析的武汉市生态系统服务价值时空分异特征

以2000年和2010年覆盖武汉市域的6景Landsat TM/ETM+遥感影像为基础数据,运用最大似然分类法提取土地利用类型,结合计算的武汉市单位面积生态系统服务价值,得到栅格尺度的武汉市生态系统服务价值分布图,并引入梯度分析方法,以城市中心为原点设置梯次环及考虑城市发展轴线设置采样条带,选取生态系统服务价值变化量和变化率两项指标进行梯度分析。结果表明,2000—2010武汉市总的生态系统服务价值共减少了2.68亿元;梯次环分析发现,武汉距离城市中心12—30km的北3—5环,以及距离市中心12—24km的南3—4环生态系统服务价值下降最为显著,而北8环及南7环则上升最为明显;条带分析发现,在东西向条带上,生态系统服务价值变化率曲线图呈现出一个对称的"W"形,而在南北方向上,变化率曲线可以按照变化的幅度分成了4个部分,此外与梯次环变化率曲线规律一致的是,北部要比南部变化更为剧烈。

上海市景观格局梯度分析的空间幅度效应

基于2002年上海市土地利用图,利用梯度分析方法,探讨了空间幅度变化对城市景观格局分析的影响。结果表明,景观指数随着空间幅度变化表现出不同的变化规律。当幅度较大(≥5km)时,景观指数沿土地利用样带变化平缓,表现出一定的梯度规律。而当幅度较小(≤3km)时,景观指数沿土地利用样带变化波动较大,规律性不明显。不同景观指数沿样带的表现也有差异,景观比例、斑块密度和景观形状指数的梯度变化规律比较明显,而最大斑块指数、平均斑块分维度、Shannon多样性指数和景观聚集度指数的变化规律不明显。因此,5km的幅度是城市景观格局梯度分析比较合理的尺度。

基于移动窗口法的水电开发影响下景观格局梯度分析

基于GIS技术,利用移动窗口法对漫湾水电站建设前后上下游的景观格局改变进行梯度分析,这对于确定梯级水电开发的生态效应及影响范围具有现实意义。结果表明:1974—2004年30 a中,由于梯级水电站的建设,漫湾电站上下游河岸景观格局随与大坝距离的增加呈现不同的梯度变化,上游距离电站0～10 km内景观破碎化程度、景观多样性程度、景观丰富度最大,11～30 km内有所降低,31～38 km内由于上游小湾电站建设使景观格局所受干扰增强。通过上下游景观格局变化对比表明:0～10 km内,漫湾水电开发对大坝上游的景观格局的影响大于下游,下游10 km之外,景观格局的变化因素具有不确定性,退耕还林政策的实施对其影响很大。

青藏高原青南地区植物群落生态梯度分析

依据对青藏高原青南地区26个群落的样地调查和环境因子原始数据,用主分量分析(PCA)排序技术和回归模型,定量分析植物群落在空间的分布格局,以及群落结构特征和环境梯度之间的关系.结果表明:植物群落的类型分布主要决定于地理位置驱动下的水热条件,其次还受制于土壤养分.代表植物群落结构特征的生物多样性和丰富度分别与环境梯度有显著的相关性,随年均温和年降水量减少,群落物种多样性和丰富度有降低的趋势.

云南生物多样性分布格局的梯度分析

从北到南选择7个具有代表性的保护地构建纬向梯度研究样带,自西向东同样选择7个具有代表性的保护地构建经向梯度研究样带,通过计算β多样性指数等方法对云南生物多样性空间分布格局进行分析;以云南129个县级行政单位为样方,以各县的物种总数、垂直层谱数等17个代表生物多样性的变量为自变量,以经纬度、海拔等21个地理环境和生物环境因子为因变量,在CANOCO 4.5软件支持下,进行了排序分析。结果表明:(1)云南生物多样性分布格局的纬度和经度地带性均不十分显著,其动植物的空间分布格局由不同环境变量共同决定;(2)但在各类生物多样性分布格局的影响因素中,海拔高差、叶面积指数、湿润指数、最高海拔、最低海拔、平均降水量、经度、最冷月NDVI为生物多样性最具决定意义的主变量,其他变量为协变量;(3)研究发现经度对生物多样性的决定性作用比纬度更加显著,是通过蒙特卡洛检验具有显著意义的一个环境梯度。相关研究结果对云南生物多样性保护工作具有一定的指导意义。

基于GIS的临沂市土地利用景观格局梯度分析

以临沂市2010年土地利用数据为基础,利用景观格局梯度法和GIS空间分析法初步分析了研究区土地利用总体景观格局特征和空间分异特征。结果表明:临沂市的景观结构中,耕地为优势景观,约占整个景观比例的50%,其次是建设用地和林地。类型水平上的景观格局指数分析表明,各种景观类型沿着缓冲区梯度方向表现出独特的空间特征;景观水平的格局分析表明,从市区到郊区,斑块破碎化程度逐渐升高,斑块的形状也趋于复杂,景观多样性增强。同时,研究结果也表明,景观格局指数结合梯度分析,是检测城市形态的有力工具。

1995—2016年长江沿岸芜湖区段景观格局梯度分析

以沿江城市芜湖为研究对象,基于1995—2016年的遥感影像数据,沿长江两岸以5 km为间距分别建立缓冲带,采用景观指数和梯度分析相结合的方法,从类型水平和景观水平上分析了芜湖区段景观格局梯度变化特征。结果表明:(1)1995—2016年在城镇化影响下,芜湖区段景观格局总体变化明显,耕地和林地面积急剧减少,建设用地面积显著增加,景观异质性和破碎度增强。(2)类型水平方面,耕地、林地、建设用地和湿地的时空梯度特征不同。(3)景观水平方面,在空间上斑块密度、边缘密度、香农多样性、香农均匀度指数均随距长江距离的增加呈整体减小趋势,且南岸各指数值均显著高于北岸(即南岸景观破碎度和异质性高于北岸);在时间上因城镇化快速发展,后10年的各景观指数波动幅度远大于前10年。

厦门市同安区不同扩展轴上的景观格局梯度分析与比较

城市扩展轴上的景观格局梯度变化特征及其变化原因的研究,是了解城市化对城市景观生态影响过程与机制的一个理想途径。本文选取厦门市同安区为研究对象,采用梯度分析结合景观格局分析方法,分别在沿同集路方向与沿往翔安的324国道方向的城市扩展轴上布设样带,通过移动窗口取样,运用景观格局指数进行景观格局梯度分析与比较。结果表明,在斑块类型水平上,沿同集路方向的扩展轴各项指数受城市化影响较明显,沿324国道方向的则不明显;在景观水平上,城市化造成沿同集路方向扩展轴景观形状更为复杂,景观多样性减少,景观格局由原本的多种景观均势并存转变为以城镇景观为主导的格局,景观更为破碎化,而沿324国道方向景观形状没有明显受城市化影响,但城市化促使景观多样性增加,景观格局由原本的以耕地景观为主导的格局转变为多种景观均势并存的格局,景观破碎化程度方面则没有明显受城市化影响。城市化水平的不同造成了城市扩展轴景观格局梯度变化特征的不同,周边地区城市化水平、城市建设布局模式、地域自然景观特征等因素则影响景观格局梯度变化的幅度与峰值的出现。

中国东北样带的梯度分析及其预测

陆地样带研究已成为国际地圈-生物圈计划(IGBP)全球变化研究的重要手段与热点。中国东北样带(NECT)已被列为IGBP国际全球变化陆地样带之一。该样带在东经112°与130°30＇之间沿北纬43°30＇设置,长约1600km,是一条中纬度温带以降水为驱动因素的梯度,具有由温带针阔叶混交林向温带草原的3个亚地带——草甸草原、典型草原与荒漠草原过渡的空间系列。该样带上有4个生态实验站。在大量的固定样地、实验调查研究资料与数据的基础上给出了样带的初步梯度分析及在全球变化图景下的预测,包括其地理位置、设置意义、地形地貌、气候梯度、土壤类型、植被类型和土地利用格局,一个遥感数据驱动的模型和NPP模型在整个样带上运行过。今后NECT将在生物地球化学循环(水、C、N、P等与痕量气体CO_2、CH_4等)、生态系统结构、功能与动态、生物多样性、土地利用与土地覆盖、动态全球植被模型(DGVM)以及高分辨率遥感数据应用等方面得到加强,将成为我国全球变化与陆地生态系统(GCTE)与其它IGBP核心项目研究的前沿阵地。

关帝山植物群落与环境梯度分析

该文应用环境梯度分析的原理和方法，研究了山西省关帝山孝文峰自然景现在一定干扰情况下的植物群落空间分布格局、分类与环境梯度变化的相互关系；环境梯度与主要森林类型以生产力为基准的重要值的关系；计算了各群落的环境梯度指数。文中还讨论了梯度分析对植物群落的排序分类，用双重加权平均排序法将孝文峰植物群落划分为五类，即灌丛草甸、针叶林、落叶阔叶林、低中山针叶林、疏林灌丛农耕地，此研究为该区植被演替、更新、适地适树提供了理论根据。

祁连山北坡中段森林植被梯度分析及环境解释

利用梯度分析方法 ,对祁连山北坡中段森林植被类型进行了划分 ,并探讨了植被空间格局与环境梯度的关系。结果表明 :1) 76个样方可划分为 9个群系 ,即盐爪爪 (K alidium foliatum)灌丛、红砂 (Reaumuria soongorica)灌丛、白刺 (N itraria tangutorum)灌丛、蒙古莸 (Caryopteris mongolica)灌丛、狭叶锦鸡儿 (Caragana stenophylla)灌丛、青海云杉 (Picea crassifolia)林、祁连圆柏 (Sabina przewalskii)林、金露梅 (Potentilla fruticosa)灌丛和鬼箭锦鸡儿 (Caragana jubata)灌丛。2 ) 5 3个木本植物种类可划分为 5个生态类型 :即超旱生荒漠类型、山地旱生类型、山地中生类型、山地湿生类型、山地高寒类型。3)群落类型及物种生态型的划分主要反映了海拔梯度所决定的水热梯度及坡向和土壤腐殖质变化的内涵。 4 )影响群落物种多度格局的变量中 ,环境和空间因子解释了物种多度变化的2 3.98% ,其中环境因子占 17.6 6 % ,空间因子占 1.4 0 % ,空间因子和环境因子交互作用解释的部分占 4 .92 % ,空间因子和环境因子未能解释的部分占 76 .0 2 % ,这部分主要反映了群落自身互作及人类活动 (采伐、放牧 )