嫩江河岸帶景觀格局變化對水體恢復(fù)的影響

以陳村水庫下游涇縣為研究區(qū),landsattm/mss影像為數(shù)據(jù)源,在fragstats、rs、gis技術(shù)的支持下,研究1985～2013年間陳村水庫下游的土地利用/覆被變化幅度、速度和變化方向,以及水庫建設(shè)前后的景觀格局變化,以期為陳村水庫下游流域土地利用格局優(yōu)化和生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明,1985～2013年間涇縣的土地利用從面積上看轉(zhuǎn)出為植被和農(nóng)業(yè)用地的最多,建設(shè)用地次之；從變化趨勢上看建設(shè)用地面積增加最明顯,農(nóng)業(yè)用地和水域面積都呈現(xiàn)出下降趨勢；涇縣的景觀基質(zhì)無明顯變化,1985～2013年間均以植被為主,但其景觀多樣性在水庫建設(shè)后呈現(xiàn)下降趨勢,且其生境破碎化程度加深,人為干擾強度增加。

為揭示煤炭資源開采對礦區(qū)土地利用景觀格局變化的影響，以徐州沛北礦區(qū)為例，應(yīng)用gis、景觀生態(tài)學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計方法，分析了該區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和景觀格局變化，并從生命周期的角度探討了煤炭開采對景觀格局演變過程的影響。結(jié)果表明：1994—2014年間沛北礦區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和景觀格局變化顯著，耕地、林地和未利用地減少，工礦建設(shè)用地和塌陷水體持續(xù)增加；景觀呈破碎化和均勻化趨勢，景觀分形特征趨于簡單化和規(guī)則化。進一步對景觀指數(shù)突變檢驗分析可知，耕地最大斑塊指數(shù)和集聚度指數(shù)分別在1999年和2001年出現(xiàn)突變點；塌陷水體的最大斑塊指數(shù)自1995年起持續(xù)上升，而集聚度指數(shù)呈顯著上升—變化不顯著—顯著上升的趨勢。煤炭持續(xù)大規(guī)模開采導(dǎo)致地面塌陷、積水，耕地損毀以及快速城鎮(zhèn)化是景觀格局變化的主要原因，但隨著礦區(qū)土地復(fù)墾，耕地、水體面積增大，景觀破碎化程度減小，對塌陷地的治理取得了一定成效。研究結(jié)果對礦區(qū)土地復(fù)墾和受損生態(tài)景觀修復(fù)具有重要的指導(dǎo)作用。

為揭示煤炭資源開采對礦區(qū)土地利用景觀格局變化的影響,以徐州沛北礦區(qū)為例,應(yīng)用gis、景觀生態(tài)學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計方法,分析了該區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和景觀格局變化,并從生命周期的角度探討了煤炭開采對景觀格局演變過程的影響。結(jié)果表明:1994—2014年間沛北礦區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和景觀格局變化顯著,耕地、林地和未利用地減少,工礦建設(shè)用地和塌陷水體持續(xù)增加;景觀呈破碎化和均勻化趨勢,景觀分形特征趨于簡單化和規(guī)則化。進一步對景觀指數(shù)突變檢驗分析可知,耕地最大斑塊指數(shù)和集聚度指數(shù)分別在1999年和2001年出現(xiàn)突變點;塌陷水體的最大斑塊指數(shù)自1995年起持續(xù)上升,而集聚度指數(shù)呈顯著上升—變化不顯著—顯著上升的趨勢。煤炭持續(xù)大規(guī)模開采導(dǎo)致地面塌陷、積水,耕地損毀以及快速城鎮(zhèn)化是景觀格局變化的主要原因,但隨著礦區(qū)土地復(fù)墾,耕地、水體面積增大,景觀破碎化程度減小,對塌陷地的治理取得了一定成效。研究結(jié)果對礦區(qū)土地復(fù)墾和受損生態(tài)景觀修復(fù)具有重要的指導(dǎo)作用。

采用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù),通過對青藏鐵路唐古拉山口至拉薩段鐵路沿線景觀進行分類和制圖以及對鐵路修建前后景觀指數(shù)的計算,分析了鐵路修建前后景觀格局的變化。結(jié)果表明鐵路建設(shè)工程對沿線小范圍的景觀格局影響較大,對沿線較大范圍的景觀格局影響較小。

黃河三角洲濕地是中國最大的新生濕地生態(tài)系統(tǒng).水沙是濕地發(fā)生景觀格局變化最重要的驅(qū)動因子,因此,研究水沙對黃河三角洲濕地景觀格局的影響具有重要意義.利用黃河三角洲濕地1976、1984、1992、1996、1999、2001、2004、2006、2010、2014年共10期的遙感影像解譯數(shù)據(jù),黃河下游利津水文站1976—2014年的實測數(shù)據(jù)及野外實地調(diào)查資料,系統(tǒng)分析了水沙變化對黃河三角洲濕地景觀格局的影響,以及景觀格局指數(shù)與水沙變化間的關(guān)系.研究結(jié)果顯示:1976—2014年黃河三角洲濕地的斑塊面積減少,斑塊個數(shù)、斑塊密度增加,濕地破碎化程度加劇;2002年小浪底調(diào)水調(diào)沙后,濕地景觀格局指數(shù)逐步回升并趨于穩(wěn)定;黃河三角洲濕地景觀格局變化與利津站徑流量、輸沙量、含沙量具有顯著的相關(guān)關(guān)系.研究結(jié)果可為黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)保護、修復(fù)與治理提供科學(xué)依據(jù).

以平武縣植被圖和野外調(diào)查資料為數(shù)據(jù)源,gis技術(shù)為研究手段,在景觀結(jié)構(gòu)分析軟件fragstats支持下,利用相關(guān)景觀指數(shù)對火溪河流域非保護區(qū)域景觀格局進行了研究.結(jié)果表明:林地分布最廣,是研究區(qū)的景觀基質(zhì).冷杉林、草地分布海拔高,受干擾程度最小,聚集程度高,連接度高,破碎化程度低.耕地、聚居地受干擾頻繁,聚集程度低,連通性差,破碎化程度最高.研究區(qū)景觀格局呈現(xiàn)出平均斑塊面積減小,景觀類型趨于分散,優(yōu)勢景觀類型消失,連接度降低,景觀異質(zhì)性、多樣性、均勻度升高的特征.以大規(guī)模森林采伐為主的人類干擾是景觀格局改變的主要原因.

地形地貌作為重要的環(huán)境因子,其生態(tài)學(xué)意義和對景觀格局的影響已有大量的定性和定量描述和分析。地形特征與許多生境因子有著密切的相關(guān)性,在反映生境異質(zhì)性方面有著突出的作用,明顯體現(xiàn)了對生境條件的綜合性指示能力。作為生境條件的一種綜合指示,地形特征是一個多維變量,其影響也存在不同的尺度特征,需要一種等級性的觀點來認識,在某一特征度上不同的特征對植被格局的影響強度可能會發(fā)生不同的梯度變化。不同地形因子對山地森林植被的格局有不同的影響,山地森林植被存在著多重尺度和方向的分異格局。

根據(jù)五華河流域1981—2011年逐月的氣溫、降水、徑流量和輸沙量數(shù)據(jù),以及1991年、2000年和2011年的landsattm遙感影像,運用景觀格局指數(shù)分析方法和統(tǒng)計學(xué)方法,從景觀水平和斑塊類型水平兩方面探討了景觀格局演變對徑流泥沙的影響。結(jié)果表明:景觀水平上,景觀多樣性指數(shù)(sei)和景觀邊緣密度(ed)與年徑流量和年輸沙量呈正相關(guān),而景觀形狀指數(shù)(pscv,awmsi,awmpfd)與年徑流量、年輸沙量、輸沙量變差系數(shù)呈負相關(guān)。類型水平上,林地景觀破碎度(pd)和邊緣密度(ed)、草地形狀指數(shù)和邊緣密度,建筑用地的斑塊破碎度與年徑流量、輸沙量有明顯的正相關(guān)關(guān)系,而林地斑塊形狀指數(shù),草地和耕地斑塊破碎度,建筑用地邊緣密度和形狀指數(shù)則與年徑流量和輸沙量呈負相關(guān)關(guān)系。同時,林地斑塊形狀指數(shù)、草地和耕地斑塊破碎度、建筑用地邊緣密度和形狀指數(shù)均與輸沙量變差系數(shù)存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。

為探索快速工業(yè)化進程對土地利用方式及景觀格局產(chǎn)生的影響,運用地理信息系統(tǒng)（gis）技術(shù),對上海市張江高科技園區(qū)1989年和2013年2個時期的遙感影像數(shù)據(jù)進行解譯判讀,定量分析24a來研究區(qū)域土地利用的結(jié)構(gòu)變化,并結(jié)合景觀分析軟件fragstats3.3,對其景觀格局指數(shù)進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：（1）張江高科技園區(qū)在工業(yè)化進程中,各種土地利用/覆蓋類型的變化及其相互轉(zhuǎn)化程度非常劇烈,89.3%的農(nóng)業(yè)用地萎縮,其中轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)用地和居住用地為主導(dǎo)變化類型。（2）斑塊數(shù)量和最大斑塊指數(shù)減少,邊界密度降低,區(qū)域破碎化程度減弱,優(yōu)勢斑塊對景觀格局控制作用減小;多樣性與均勻度指數(shù)上升,景觀格局趨于均質(zhì)穩(wěn)定化;蔓延度降低,斑塊聚合度上升,各景觀斑塊團聚式分布趨勢明顯,連通性增強。結(jié)論：快速工業(yè)化對區(qū)域景觀格局產(chǎn)生重大影響,園區(qū)生態(tài)格局需要進一步優(yōu)化,加強生態(tài)風(fēng)險調(diào)控。

近年來土地利用驅(qū)動機制研究成為研究的熱點,煤礦區(qū)是土地利用景觀格局變化顯著區(qū)域,該文主要研究土地利用景觀格局動態(tài)變化及其調(diào)控原理。以2000—2010年遙感影像為基礎(chǔ),采用erdas軟件對土地利用景觀格局進行分類,研究景觀格局的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)移矩陣及特征,結(jié)合七臺河市煤礦區(qū)社會經(jīng)濟情況,確定影響景觀格局因子的驅(qū)動力因素。結(jié)果表明:林草地、未利用地減少,耕地、礦業(yè)用地增加,動態(tài)變化度較大成為該時期土地利用景觀格局動態(tài)變化的主要特征。第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、人口數(shù)量是決定耕地的主要因子,林草地、礦業(yè)用地與第一、二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及最終消費等經(jīng)濟驅(qū)動因素密切相關(guān),同時市政府的環(huán)境保護及土地復(fù)墾、整治和恢復(fù)措施使礦業(yè)用地增長速度減慢。

以永定河流域為研究對象,對1978～2009年間6期遙感圖像的土地利用情況進行解譯,運用景觀格局指標(biāo),分析永定河流域景觀格局動態(tài)變化.結(jié)果表明:32年來永定河流域以農(nóng)、林、草業(yè)景觀為主,耕地面積有下降趨勢,林地面積2000年最低,后緩慢上升,水域面積近10年下降明顯.景觀破碎化程度呈不斷上升的趨勢,多樣性指數(shù)逐步升高,景觀類型均勻度總體有下降趨勢,景觀類型轉(zhuǎn)移概率矩陣表明,林地最為穩(wěn)定,干旱河道的變化最大.

選擇2007年的landsat-5影像和2016年的landsat-8影像,對徐州故黃河流域內(nèi)的景觀格局進行分析,結(jié)果表明,徐州故黃河流域的耕地面積減少,建設(shè)用地增加明顯,林地和水體景觀面積略有增加,景觀變得破碎化,穩(wěn)定性下降。建議今后在人類的活動中,增加林地和水體面積,提高故黃河的生態(tài)服務(wù)功能。

以1975年和2005年的土地利用圖為基礎(chǔ)圖件,以各個縣市為研究單位,提取各個縣市的土地利用數(shù)據(jù),分析三峽庫區(qū)近30年來土地利用動態(tài)度的變化、土地利用程度的變化;然后接合景觀生態(tài)學(xué)的理論,引入了斑塊平均面積、景觀的多樣性與景觀破碎度,尋找分異特征。研究表明,三峽庫區(qū)近30年各類建設(shè)用地的變化速度>河流水域的變化速度>林地、草地的變化速度>耕地的變化速度;各縣市土地利用程度在增加;各個景觀指數(shù)的變化在各個地域分布上的變化趨勢是不一樣的,土地利用對景觀格局的影響比較和緩,三峽庫區(qū)景觀的多樣性在減少。

基于landsatmss和tm影像數(shù)據(jù),應(yīng)用rs、gis軟件和景觀生態(tài)學(xué)方法,以拜泉縣為例分析了1979～1990年、1990～2001年兩個時段土地利用及景觀格局的動態(tài)變化情況。結(jié)果表明,拜泉縣以農(nóng)田和建設(shè)用地為主,林地大幅度增加,各土地利用類型相互轉(zhuǎn)移,從1979年到2001年,農(nóng)田面積減少了15.53%,林地、水體、草地、建設(shè)用地面積分別增加了710.71%、66.44%、13.73%和133.69%,土地利用率逐漸提高。運用分維數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、破碎度指數(shù)、多樣性指數(shù)等景觀指數(shù)分析了拜泉縣景觀格局變化過程,斑塊數(shù)總體呈增加趨勢,表明景觀整體上破碎化程度增加,這是因為人類對生態(tài)環(huán)境的干擾越來越大。

本文選擇崇明東部為研究區(qū)域,利用gis和rs技術(shù)對1988、1997年和2005年衛(wèi)片和航片進行了提取、分類和分析,并計算了景觀格局指數(shù),分析了近20年來土地利用及景觀格局變化。結(jié)果表明:耕地基本沒有變化,河流水體、農(nóng)村居民點等不斷增加,潮灘大大減少,城鎮(zhèn)發(fā)展緩慢,隨著人類活動程度的加劇,景觀多樣性稍有下降,均勻度上升。

為揭示湖北省黃石市土地利用景觀格局的發(fā)展變化,合理利用土地,選取2004、2011、2016年3期的landsat遙感影像,采用景觀生態(tài)學(xué)原理和gis技術(shù),對各類用地進行土地利用變化分析。選取斑塊數(shù)量、斑塊密度、聚集指數(shù)、最大斑塊指數(shù)、景觀形狀指數(shù)、蔓延度指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)、香農(nóng)均勻度指數(shù)8個指數(shù)進行分析,研究黃石市近15年的景觀格局的發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明:農(nóng)田、建設(shè)用地面積增加,林地、水域面積基本保持不變,裸地數(shù)量大量減少,景觀連接性減弱,破碎度增加,景觀格局復(fù)雜性增加,景觀格局受人類活動影響加劇。

草原文化遺址是草原民族文化的靈魂之一,加強對草原文化遺址的保護具有重要的意義。本研究利用地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem,gis)與遙感(remotesensing,rs)技術(shù)以及景觀分析軟件,選取了單一土地利用動態(tài)度、綜合土地利用動態(tài)度、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣及景觀格局指數(shù)等指標(biāo)對元上都遺址區(qū)域近30年土地利用和景觀格局的變化進行分析。結(jié)果表明,1)草地是元上都遺址最主要的土地利用類型,在研究時間段內(nèi)面積波動變化；2)近30年,元上都遺址草地、林地、農(nóng)田之間相互轉(zhuǎn)化頻繁,伴隨著景觀指標(biāo)的不斷變化；3)2000–2005年綜合土地利用動態(tài)度最高,林地單一土地利用動態(tài)度變化速率最高；4)景觀整體比較脆弱,越來越多樣化、破碎化,但已逐漸趨于穩(wěn)定；生態(tài)建設(shè)工程的大力開展以及農(nóng)牧民生產(chǎn)方式的不斷變化是引起變化的主要原因。維持草原類型的面積和草原景觀的穩(wěn)定性,對元上都遺址的保護具有重要的作用。

針對溈水流域土地景觀格局分布給河流水質(zhì)造成的影響,做了簡單的論述.土地利用類型與空間分布形式,在一定程度上影響著水體水質(zhì)污染狀況.景觀格局分布能夠反映出人類活動行為,通過景觀指數(shù),能夠明確水質(zhì)變化,科學(xué)預(yù)測水體水質(zhì)變化.

基于皂市水電站評價區(qū)2000年和2010年landsat-tm影像遙感數(shù)據(jù),在圖像處理軟件的支持下,結(jié)合野外實地考察,獲得了土地利用現(xiàn)狀圖。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,研究了評價區(qū)近10年來土地利用和景觀格局的動態(tài)變化。研究表明:林地和灌草地是評價區(qū)內(nèi)的主要土地利用類型;其中灌草地和耕地面積減少的比例最多,分別為1.69%和1.57%;水域和建設(shè)用地有所增加,其中水域的面積增加了1230.76hm2,是增長面積最多的土地利用類型。變化的原因主要是經(jīng)濟的發(fā)展、人口數(shù)量的增長及國家政策的實施。在組成景觀生態(tài)系統(tǒng)的各類組分中,模地是景觀的背景區(qū)域,它在很大程度上決定了景觀的性質(zhì),對景觀的動態(tài)起著主導(dǎo)作用。在本工程評價區(qū)各拼塊的優(yōu)勢度值中,林地是評價區(qū)內(nèi)的模地,對景觀具有控制作用的生態(tài)體系部分。建庫后土地利用格局發(fā)生了變化,其中水域拼塊因水庫蓄水使其重要性提高,其優(yōu)勢度由水庫蓄水前的4.57%上升到7.68%。

以金沙江一級支流馬過河流域為研究對象,在gis支持下,分析水利工程建設(shè)前后(2002年～2013年)流域土地利用類型、植被覆蓋度變化;應(yīng)用緩沖區(qū)分析法,選取斑塊密度、邊緣密度、分維數(shù)、蔓延度、香濃多樣性指數(shù)等對景觀結(jié)構(gòu)變化進行評價,分析了水利工程建設(shè)前后流域景觀結(jié)構(gòu)的變化.結(jié)果表明:流域內(nèi)不同地利用類型均發(fā)生了變化,流域尺度上表現(xiàn)為人工表面、水田面積明顯增加,草地、水體、灌木等面積明顯減少,但流域主要植被類型未發(fā)生變化,仍以森林為主;高覆蓋度植被分布面積有一定程度減小,但總體仍以中覆蓋度、中高覆蓋度和高覆蓋度面積最大;2013年的斑塊密度、邊緣密度、分維數(shù)值均高于2002年,2013年蔓延度指數(shù)低于2002年,香濃多樣性指數(shù)變化不大;水利工程建設(shè)使區(qū)域景觀異質(zhì)性增強,在水電開發(fā)緩沖區(qū)1000m范圍內(nèi)景觀格局變化明顯,1000m范圍外變化減弱.

對鴨綠江口濕地的土地利用狀況進行景觀分類,利用tm影像進行人機交互式判讀解譯,獲得了該區(qū)域現(xiàn)狀和丹東港規(guī)劃完成后景觀解譯圖,并開展了港口建設(shè)對濕地景觀格局的影響及其生態(tài)效應(yīng)的評估。結(jié)果表明,港口建設(shè)后,濕地景觀面積幾乎沒有改變;除了建筑用地斑塊數(shù)量增加外,其他斑塊數(shù)量均減少,但變化不明顯;濕地景觀指數(shù)中,香農(nóng)多樣性指數(shù)(shdi)和香農(nóng)均勻度指數(shù)(shei)增加,優(yōu)勢度指數(shù)(d)和蔓延度(contag)下降,平均斑塊分維數(shù)(mpfd)幾乎沒有變化;這些變化表明,濕地的景觀格局并沒有發(fā)生明顯變化,因而對生物多樣性影響不明顯。然而景觀的生態(tài)服務(wù)功能結(jié)果顯示,港口建設(shè)對濕地生態(tài)系統(tǒng)造成許多不可逆的影響,導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)功能在一定程度上退化。

文章以生態(tài)學(xué)的視角,用系統(tǒng)論原理、對公路生態(tài)影響的空間概念模型初步做了營造。對即將開工建設(shè)的天水到寶雞生態(tài)高速公路通過“生態(tài)公路系統(tǒng)、路基通透度、種群縮小、和公路生態(tài)影響區(qū)的輪廓”等較新的“道路生態(tài)”新概念提出了天寶高速公路在生態(tài)恢復(fù)的過程中要關(guān)注的幾個內(nèi)容。