省域尺度下不同时序景观指数集与粒度效应分析

[目的]景观格局变化是景观生态学中的热点问题。研究省域尺度下不同时序景观指数的粒度效应、选取计算景观指数所需的适宜粒度范围并筛选出代表性景观指数集对分析景观格局变化具有重要意义。[方法]以安徽省土地覆被为研究对象,以2000年、2005年、2010年的Landsat TM遥感影像为主要数据源,采用土地利用转移矩阵对安徽省土地覆被的转移数量与方向进行研究;通过设置不同的栅格大小研究景观指数的粒度效应并选取合适的粒度范围;基于相关性分析、因子分析与敏感性分析,筛选出代表性景观指数集。[结果](1) 2000—2010年安徽省的土地覆被始终以耕地为主,其次是林地与人工表面;人工表面的增加是建立在耕地面积减少基础之上的,在10年间共有超过3 200km2的耕地转化为人工表面;(2)景观指数存在粒度效应,粒度变化会对景观指数的计算结果产生影响;省域尺度下计算景观指数所需的合适粒度范围为100～125m;(3)研究安徽省景观格局变化的代表性景观指数有4个,分别为最大斑块指数、景观形状指数、平均斑块面积、香农多样性指数。[结论]计算安徽省景观指数的适宜粒度范围为100～125m,安徽省的代表性景观指数集为最大斑块指数、景观形状指数、平均斑块面积、香农多样性指数,为进一步研究景观格局变化及驱动机制提供了依据。     

土地整理项目区景观格局粒度效应初探

研究目的:分析土地整理项目区景观格局粒度效应,探讨粒度变化对土地整理前后景观格局变化的影响。研究方法:景观格局分析法。研究结果:(1)对小尺度范围上的平原型土地整理区,除平均斑块形状指数、平均斑块分维数对粒度变化的响应呈现弱敏感性外,其他指数均具有明显的粒度效应;(2)相关性强的景观指数变化趋势相近;(3)整理前后景观指数的粒度效应可分为变化规律一致且无明显变化拐点、变化规律不一致且整理前后具有不同变化拐点、无规律变化三种类型。研究结论:为准确分析土地整理前后景观格局变化情况,首先应选择合适粒度,对于小尺度范围上的平原型整理项目区,选择10—25m粒度较为适宜;在景观分析指数选择上,应选择敏感性强、相关性低的景观指数。     

1:10000比例尺土地利用景观指数的粒度效应分析

研究目的:基于鹤峰县1:10000土地利用数据,对土地利用数据的景观指数类型及景观水平的粒度效应进行分析。研究方法:GIS和景观格局分析软件应用。研究结果:在类型水平上,景观指数的粒度效应较明显,随粒度的变粗,景观指数可归为单调下降、不规则变化和基本无变化3类;粒度响应最敏感的景观指数为斑块密度;裸地和水田是对粒度响应最敏感的两种土地覆盖类型。在景观水平上,除斑块密度外,其他景观指数粒度效应不明显,斑块密度和面积加权平均分维数的粒度响应最强烈,丰富度指数则最弱。研究结论:粒度效应与所选粒度的变化范围、数据聚合方式、分析景观类型的多少、比例尺的不同都有很大的关系,更深层次的研究需要考虑更加全面。     

西北地区农村居民点景观格局指数的尺度效应及其最佳粒度选择分析——以西安市为例

文章以西安市2013年土地利用调查数据为源数据,基于arcgis10.0与Fragstats3.4软件,运用景观空间格局的分析方法,从斑块、类型等2个水平上分析西安市农村居民点景观空间格局粒度效应。结果表明:(1)粒度效应敏感的指数有斑块密度、斑块个数、分离度指数、邻近度指数,粒度效应比较敏感的指数有平均斑块面积、最大斑块指数,粒度效应最不敏感的指数有形状指数、聚集度指数及结合度指数。(2)大致可将上述9种景观指数分为3类:第一类,随着粒度的增大,景观指数值表现为下降的变化趋势;第二类,随着粒度的增大,景观指数值呈逐渐增大的趋势;第三类,随着尺度的增大,具有显著的尺度转折,可预测性差。(3)随着粒度的粗化,农村居民点破碎度降低,优势度增加,形状变得规则,分布趋向分散。该研究区农村居民点最佳尺度范围为60~90m,适宜粒度为90m。     

基于主成分分析法的土地利用景观分区研究——以青龙满族自治县为例

土地利用景观分区关系到区域可持续发展与土地利用变化方向。研究内容:文章以青龙满族自治县为研究对象,利用2009年、2012年的土地利用现状数据,运用Fragstats软件分别计算出2009年、2012年的类型尺度景观格局指数与景观尺度景观格局指数,对研究区进行土地利用景观分区研究。研究方法:景观指数法、主成分分析法。主要结论:(1)从类型尺度分析,景观面积指数与平均斑块面积除建设用地增加外,其余景观类型均减少;各景观类型的斑块个数、斑块密度均增加;分维数表现为建设用地与耕地增加,其余景观类型分维数均减少。(2)从景观尺度分析,除蔓延指数减少外,香农多样性指数、香农均匀度指数、散布与并列指数均增加。(3)运用主成分分析法对研究区进行土地利用景观分区,2009~2012年间青龙满族自治县土地利用程度向中等水平发展,受地形影响土地利用程度均呈现西北地区高、东南地区低的趋势;各乡镇的土地利用水平表现为青龙镇、八道河镇的土地利用程度一直处于较高水平;都山林场与祖山林场由于其土地利用结构单一,土地利用等级处于较低水平。     

空间粒度变化对县域农村居民点景观指数的影响——以江苏省大丰市为例

[方法]以江苏省大丰市2013年度土地利用变更调查数据为基本数据源,利用arcgis10.0将其分别转化为50~500m以内以50m为间隔的10组栅格数据,利用fragastats3.4对9个景观指数进行计算,[目的]分析其农村居民点景观格局特征及其粒度效应。[结果]研究表明:研究区农村居民点小斑块所占比例较大,面积在1hm2以下的斑块占总斑块数的80%以上,整体分布呈现出"大分散、小集中"的特点。农村居民点景观指数具有明显的粒度效应,其中随粒度增大而增加的有平均斑块面积、景观面积和最大斑块指数,随粒度增大而降低的有斑块个数、斑块密度、形状指数、聚集度指数、结合度指数和分离度指数。粒度响应最敏感的指数为斑块个数和斑块密度,具有中等敏感性的指数为平均斑块面积、分离度指数和聚集度指数,结合度指数、最大斑块指数、斑块形状指数和景观总面积对粒度响应的敏感性较低。[结论]综合各个景观指数的变化特点发现,粒度的增大最终将导致研究区居民点景观斑块形状更加规则,最大斑块的优势度上升,景观破碎度降低,景观斑块间连通性降低且分布趋向分散。该研究可为农村居民点规划与生态评价提供依据。     

松嫩高平原土地利用格局空间尺度识别及其关联关系研究

研究目的:实现由传统的人工识别到自动识别土地利用格局空间尺度的方法创新,为优化区域土地利用格局提供科学依据。研究方法:基于分形理论,采用二阶导数对计盒维数模型进行改进和优化。研究结果:(1)研究区土地利用格局在900 m×900 m尺度上具有明显的分形特征;(2)1991年、2003年和2015年研究区土地利用格局表现为各土地利用类型之间空间作用力、分布均匀程度和内部联结性的大小不同,并呈现出空间相互关联关系复杂性;(3)1991—2015年,研究区土地利用格局空间相互关联关系变化特征明显,表现为土地利用格局中竞争强度强弱的差异。研究结论:(1)改进的计盒维数模型能够实现土地利用格局空间尺度的自动识别;(2)建立的计盒维数自动识别尺度模型,确定研究区土地利用格局空间尺度900 m×900 m是独立最小地理单元,也是分析土地利用格局变化的最优尺度。     

多空间粒度下镇江市土地利用景观格局差异

研究目的：对因空间粒度变化导致的镇江市土地利用景观格局变化的差异及机理进行分析。研究方法：GIS,概率矩阵和景观生态学方法。研究结果：采用中心属性原则所得到的4种空间粒度下土地利用景观格局,优势景观类型对空间粒度变化不敏感;空间粒度增加的过程中,各景观类型主要流向为耕地,显示耕地景观的基质特性,其他景观类型则镶嵌其中;景观水平上,景观破碎度减小,景观的空间连接性上升,景观要素类型空间分布不均衡,优势斑块类型的比例上升,其他斑块类型的优势度下降,斑块分布更为分散;中心值原则保证各景观类型组分与现状图保持基本一致。在类型水平上,景观基质（耕地）面积上呈增大、空间上呈连片的趋势;景观廊道表现为连通性降低、逐渐被分割。研究结论：景观格局指数对空间粒度变化的响应不同,景观类型对空间粒度变化的响应也有所不同,需要进一步细化研究。     

基于Shannon多样性t检验法的土地利用景观分区研究*——以重庆市永川区为例

［目的］根据区域景观差异性进行土地利用景观分区，以期为土地利用分区和土地利用政策制定提供理论依据。［方法］文章以重庆市永川区为研究对象，以2005年和2015年的遥感影像为基础数据源，借助RS和GIS技术对2期的影像进行解译，得到永川区2期土地利用类型图； 利用景观指数法与Shannon 多样性t值检验法进行全区土地利用景观格局变化的数量结构和各乡镇土地利用景观变化显著性分区研究。［结果］（1）从类别层级分析， 2005—2015年间，建设用地、林地表现为增加趋势，耕地、草地、未利用地表现为减小趋势。耕地为永川区的优势景观类型（2005年和2015年各占土地总面积5446%、4976%），耕地、建设用地、林地受人为干扰强烈且趋于规则化。（2）从景观层级分析，蔓延度指数增大，Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数、散布与并列指数、景观形状指数均减小。（3）利用Shannon多样性t检验法对永川区进行土地利用景观格局分区。景观变化极显著区，主要位于主城区及其周围地区，城市化现象显著，人为活动影响大； 景观变化显著区，该区土地利用程度较弱， 2005—2015年林地和水域面积增大，耕地面积减小； 景观变化不明显区，该区主要分布在远离中心城区，经济欠发达，景观格局变化不明显，人为活动干扰不明显。［结论］永川区各乡镇的土地利用景观格局变化差异性，表明在自然因素稳定的条件下，今后应因地制宜地加强人为因素的调控，保证各乡镇土地利用景观格局稳定协调发展。     

水土流失景观空间自相关与自相似的尺度特征分析——以长汀县根溪河小流域为例

基于遥感、地理信息系统和景观生态学研究方法,对长汀县根溪河小流域水土流失景观格局空间自相关与分形结构及其在不同粒度下的变化特征定量分析表明,水土流失景观中的强度以上流失类型空间自相关最低而自相似性最高;空间自相关性和自相似性依赖于粒度的选择,Moran's I与各种景观类型的FRAC_AM均存在尺度效应;空间自相关随粒度增加呈下降趋势;不同景观类型的自相似性随尺度的变化没有统一规律,但多数第一个较明显的转折点出现在粒度大小为10m处。     

土地利用景观格局动态效应分析——以长春市为例

文章基于Rrcgis10.0和Fragstats3.4软件,以长春市1984年、2014年土地利用调查数据为主数据,采用景观空间格局的分析方法,从斑块类型水平、景观水平等2个方向分析了该研究区近30年各土地利用景观空间格局动态变化。结果表明:(1)该研究区以耕地为景观基地,林地和未利用地面积减少,耕地、建设用地、交通运输用地和水域面积增加,各土地利用类型间发生了复杂的双向变化,林地低于全国平均水平,土地利用结构不合理;(2)不同的景观指数对于土地利用类型动态效应的敏感性不同,其中最敏感的指数有斑块面积百分比和最大斑块指数,其次是斑块个数和平均形状指数,最不敏感的景观指数为散布与并列指数;(3)整体景观水平上,该研究区的景观多样性增加,破碎度增加,连通性降低,分布趋向分散,除斑块密度外,其他景观指数的动态效应不敏感。并提出合理规划建设用地,限制建设用地的扩展,坚持实施退耕还林、还草政策等建议,以期为区域可持续发展提供有力的科学依据。     

干旱区盐渍化农田景观格局特征分析

干旱区农田土壤盐渍化问题突出且日趋严重,已成为制约绿洲农业发展的主要障碍之一。以玛纳斯县为研究区,运用景观生态学方法和GIS技术,选取相关景观格局指数,对农田盐渍化景观格局及土壤盐渍化程度与景观格局关系进行定量分析。结果表明:(1)研究区以轻度盐渍化农田为主,农田土壤盐分在水平方向的变异程度随着深度的增加而降低,总体来看,农田斑块形状较规则、简单且面积变化幅度较大。(2)类型水平土壤盐渍化程度对农田斑块面积影响显著,随着土壤盐渍化程度增加而农田斑块面积减小。盐渍化程度对类型斑块间距离影响明显,轻度盐渍化程度农田斑块呈集中分布,而其它类型类型斑块间距离较大,相对分散分布。(3)斑块水平土壤深度(0~100cm)范围内,土壤含盐量与农田斑块形状、面积和邻近斑块数关系密切。盐渍化农田盐渍化程度愈重,其农田斑块形状愈复杂,农田斑块面积愈小,农田斑块邻近斑块数愈少。中层盐渍化程度对农田斑块形状和面积影响相对较大,底层盐渍化程度对农田斑块集中连片分布特征影响较大。     

Reflexive loops on scaling issues in landscape quality assessment

Though most landscape ecologists have integrated scaling issues in their works, these issues are often disregarded in landscape perception and preference studies. Researchers base their studies on a predefined single scale to assess the landscape, and they pay little attention to the scale specificity of their analysis and recommendations. We reconsidered three landscape assessment studies from our research unit in light of scaling issues. In addition to the scale of the assessed landscape, researchers should address the scale of the landscape surrogate that is submitted for assessment, including the spatial references of the people surveyed and the target level of application of the results. Indeed, many of the landscape assessment methods mix different landscape notions and scales. Therefore, we recommend the cautious use of these assessments, the integration of qualitative insights in addition tithe scoring and paying attention to the perception scale, as defined by Fairclough (2006).     

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。