上海市土地利用及其景觀格局變化

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)學原理和gis技術,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。結果表明:農(nóng)田、建設用地面積增加,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,景觀格局復雜性增加,景觀格局受人類活動影響加劇。

以1975年和2005年的土地利用圖為基礎圖件,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),應用rs、gis軟件和景觀生態(tài)學方法,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。結果表明,拜泉縣以農(nóng)田和建設用地為主,林地大幅度增加,各土地利用類型相互轉移,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。

近25a來,受自然環(huán)境和人類活動的影響,陜西省關中地區(qū)土地利用及景觀格局發(fā)生了明顯變化。以陜西省1990—2015年4期30m柵格土地利用數(shù)據(jù)為基礎,利用gis技術和景觀生態(tài)學方法,對研究區(qū)土地利用和景觀格局時空變化特征及其驅動力進行分析。結果表明：（1）研究區(qū)土地利用類型以耕地、林地和草地為主,其中耕地面積最大,1990、2000、2010、2015年分別占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%;（2）研究期內(nèi),耕地、草地面積持續(xù)減少,其中耕地減少面積較大,減少了12.79×104hm^2,林地、水域、城鄉(xiāng)工礦居民用地面積均呈增加趨勢,城鄉(xiāng)工礦居民用地面積增加了14.94×104hm^2,增加幅度69.88%,未利用土地減少0.58×104hm^2,減少幅度38.16%;（3）由于人類活動干預,研究區(qū)土地利用類型相互轉化頻繁,主要表現(xiàn)為耕地轉為城鄉(xiāng)工礦居民用地、草地和林地,草地去向和來源主要為耕地和林地,林地去向和來源主要為耕地和草地等;（4）研究區(qū)景觀形狀指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別從204.6934、1.7746、0.5741上升到211.8055、1.8518、0.5991,表明景觀破碎化程度升高,異質性增加;（5）研究區(qū)土地利用景觀格局變化的驅動因素是社會經(jīng)濟發(fā)展及區(qū)域政策和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

近25a來,受自然環(huán)境和人類活動的影響,陜西省關中地區(qū)土地利用及景觀格局發(fā)生了明顯變化。以陜西省1990—2015年4期30m柵格土地利用數(shù)據(jù)為基礎,利用gis技術和景觀生態(tài)學方法,對研究區(qū)土地利用和景觀格局時空變化特征及其驅動力進行分析。結果表明:(1)研究區(qū)土地利用類型以耕地、林地和草地為主,其中耕地面積最大,1990、2000、2010、2015年分別占46.25%、45.81%、44.73%和43.94%；(2)研究期內(nèi),耕地、草地面積持續(xù)減少,其中耕地減少面積較大,減少了12.79×104hm~2,林地、水域、城鄉(xiāng)工礦居民用地面積均呈增加趨勢,城鄉(xiāng)工礦居民用地面積增加了14.94×104hm~2,增加幅度69.88%,未利用土地減少0.58×104hm~2,減少幅度38.16%；(3)由于人類活動干預,研究區(qū)土地利用類型相互轉化頻繁,主要表現(xiàn)為耕地轉為城鄉(xiāng)工礦居民用地、草地和林地,草地去向和來源主要為耕地和林地,林地去向和來源主要為耕地和草地等；(4)研究區(qū)景觀形狀指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別從204.6934、1.7746、0.5741上升到211.8055、1.8518、0.5991,表明景觀破碎化程度升高,異質性增加；(5)研究區(qū)土地利用景觀格局變化的驅動因素是社會經(jīng)濟發(fā)展及區(qū)域政策和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

在gis、rs技術與景觀格局分析軟件fragstats支持下,采用多樣性、優(yōu)勢度和均勻度等景觀格局指數(shù),分析景電灌區(qū)1987、1991、1999年和2003年土地利用景觀格局變化。結果表明:土地利用類型總的變化趨勢為草地、戈壁、沙地和鹽堿地呈減少趨勢;耕地、林地、居民點呈增加趨勢,耕地的大幅度增加使得景電灌區(qū)的景觀基質由1987年的戈壁和草地變?yōu)?003年的戈壁和耕地。耕地、戈壁、草地和沙地土地類型的平均斑塊面積較大,林地、鹽堿地和居民點等類型的平均斑塊面積較小。隨著人類對灌區(qū)的開發(fā)、建設和利用,景觀優(yōu)勢度減少,景觀多樣性和景觀均勻度有所增加?？傮w上各指數(shù)都與人為活動有很強的相關關系。

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,分析永定河流域景觀格局動態(tài)變化.結果表明: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,景觀類型轉移概率矩陣表明,林地最為穩(wěn)定,干旱河道的變化最大.

基于安徽省1995～2005年土地利用統(tǒng)計數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計分析和數(shù)學模型,對土地利用結構變化、土地利用程度變化和土地利用景觀格局變化進行了全面分析。結果表明:土地利用結構發(fā)生了明顯變化,土地利用變化速度較快,土地利用程度不高,土地利用空間格局趨向合理并逐漸向均衡狀態(tài)發(fā)展。

以河南省1980年代和2005年土地利用/覆蓋分類圖為數(shù)據(jù)源,通過類型面積差異檢測統(tǒng)計和景觀格局指數(shù)計算,對1980s—2005年6種主要土地利用/覆蓋類型的演變情況和景觀格局變化進行了現(xiàn)狀和動態(tài)分析。結果表明:(1)兩個時期河南省耕地面積比重始終最大,未利用土地面積始終最小。從1980s—2005年,耕地面積總體減少的最多,建設用地面積總體增加的最多,引起土地利用/覆蓋變化的主要人為驅動因素是人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、城鎮(zhèn)化推進和行政因素。(2)1980s—2005年,景觀水平指數(shù)斑塊個數(shù)、斑塊密度、平均斑塊形狀指數(shù)、平均斑塊分維數(shù)、shannon多樣性指數(shù)和shannon均勻度指數(shù)呈增大趨勢,而最大斑塊指數(shù)、聚集度指數(shù)、蔓延度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)處于降低趨勢。最后,針對土地利用過程中存在的問題,提出了今后土地資源可持續(xù)利用上的建議。

利用環(huán)渤海區(qū)域1985年、1995年和2000年3期tm衛(wèi)星遙感解譯數(shù)據(jù),在gis和景觀格局分析軟件支持下,對該區(qū)域1985年～2000年的土地利用景觀格局及其變化進行了模擬分析。結果表明:耕地是區(qū)域主導的景觀類型,1985年、1995年和2000年耕地分別占景觀類型總面積的55.96%、53.70%和55.64%;林地、建設用地是區(qū)域優(yōu)勢景觀類型,林地分別占景觀類型總面積的21.12%、22.13%和20.95%,建設用地分別占景觀類型總面積的10.48%、11.83%和11.70%;1985年～1995年、1995年～2000年兩個時期,林地和建設用地景觀的變化趨勢是先增加后減少,與耕地景觀變化趨勢正好相反,在一定程度上反映了耕地與林地、建設用地景觀類型之間的互動轉換關系;兩個時段土地利用景觀斑塊數(shù)、斑塊密度、邊界密度、多樣性指數(shù)、聚集度和均勻度指數(shù)的變化表現(xiàn)為先增后減的過程,分維數(shù)、蔓延度指數(shù)和分離度的變化呈現(xiàn)出先減后增的過程。1985年～2000年土地利用景觀斑塊數(shù)、分維數(shù)、多樣性指數(shù)、分離度和均勻度指數(shù)處于降低趨勢,而斑塊密度、邊界密度、蔓延度和聚集度指數(shù)呈現(xiàn)出增大趨勢,反映了該區(qū)域內(nèi)土地利用景觀類型之間存在較大差異,各組分的復雜性降低,大斑塊增多,各景觀之間的不均勻性增大,不穩(wěn)定性增強。

依據(jù)景觀生態(tài)學基本原理,應用spss軟件、arcgis軟件和景觀格局分析軟件fragstates對隴縣1989～2009年土地利用景觀格局的變化和空間分布進行研究,并根據(jù)各景觀類型的景觀格局指數(shù)計算結果對該區(qū)土地利用景觀格局進行分析評價。結果表明,隴縣主要景觀類型為林地、耕地和草地,林地和建設用地保持穩(wěn)定而迅速增長,草地和未利用地呈現(xiàn)逐漸減少趨勢;人類活動使水域、未利用地更為分散,建設用地、園地更為集中;景觀多樣性降低,破碎化程度減緩,斑塊形狀的復雜程度并未發(fā)生大幅度的變化,人類活動對景觀格局的影響保持在一定范圍內(nèi)。

在arcgis軟件和景觀指數(shù)統(tǒng)計學軟件fragstats3.3的支持下,以1986年、1995年和2002年三個時期的土地利用覆蓋數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)來源,以景觀生態(tài)學的原理和方法為基礎,利用景觀格局指標分析了長株潭地區(qū)的景觀格局現(xiàn)狀和存在的問題。研究結果表明:1986年到2002年間景觀格局主要集中在水田、草地、林地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民用地和未利用地等景觀類型之間相互轉換。從城鎮(zhèn)用地、和農(nóng)村居民用地的顯著轉化可以看出,近年來,長株潭地區(qū)的城鎮(zhèn)化速度不斷加快,建設用地和農(nóng)村居民用地面積不斷擴張,說明長株潭地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較快,但同時要注意增強長株潭地區(qū)的景觀穩(wěn)定性和抗干擾性能,促進當?shù)亟?jīng)濟、社會和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

以北京市大興區(qū)為例,以1993、20012、007年3期土地利用圖為基礎,對城市邊緣區(qū)的土地利用景觀格局變化情況進行了分析。首先對3期土地利用圖進行統(tǒng)計分析,得到了各類土地利用類型的面積變化情況,在此基礎上,利用景觀格局分析軟件fragstas分別計算三個時期土地利用圖的景觀指數(shù)。結果表明:①大興區(qū)的景觀類型主體是耕地和建設用地。從1993-2007年,大興區(qū)的土地利用類型面積發(fā)生了很大的變化,其中,耕地面積持續(xù)減少,林地、建設用地面積持續(xù)增加,園地、草地、水域、荒土地面積先增加后減少;②大興區(qū)景觀格局的總體破碎化程度逐年增加,斑塊形狀相似性變小,形狀越來越不規(guī)則,景觀分離度持續(xù)增加,各類景觀組分面積比例差別在逐漸縮小,景觀中各組分分配越來越均勻,某一種或幾種景觀組分占優(yōu)勢的情況越來越小;③耕地、園地、林地、草地、水域及荒土地呈現(xiàn)出較為一致的變化規(guī)律,即景觀的破碎程度加大,分離度增大,形狀變得越來越不規(guī)則,并且分布越來越分散。建設用地的變化規(guī)律略有不同,建設用地的景觀破碎度增加,但是形狀變得規(guī)則,并且分布變得相對聚集。

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,對景觀的動態(tài)起著主導作用。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%。

近年來土地利用驅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)變化及其調控原理。以2000—2010年遙感影像為基礎,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、轉移矩陣及特征,結合七臺河市煤礦區(qū)社會經(jīng)濟情況,確定影響景觀格局因子的驅動力因素。結果表明: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)濟驅動因素密切相關,同時市政府的環(huán)境保護及土地復墾、整治和恢復措施使礦業(yè)用地增長速度減慢。

以地理信息系統(tǒng)和景觀生態(tài)學為研究方法,以深圳市為研究區(qū)域,應用fragstats3.3軟件計算研究區(qū)各景觀指標,結果表明:林地是景觀的背景基質,其它景觀類型充當斑塊功能;交通運輸用地斑塊數(shù)量最大,破碎化程度最大;園地斑塊數(shù)量最少,板塊之間距離最大;林地景觀斑塊形狀最復雜,商服用地和園地比較簡單;研究區(qū)各景觀類型所占面積比例差異較大,景觀多樣性水平和均勻程度均較低.

運用gis技術和景觀分析軟件fragstat方法,依照自然地貌特點,研究了揚州地區(qū)土地利用及其景觀格局特征。土地利用分析表明:研究區(qū)自然地貌類型簡單,主要由平原區(qū)和丘陵區(qū)組成。平原區(qū)面積和斑塊數(shù)量占絕對優(yōu)勢,分別占83.54%和73.71%;區(qū)內(nèi)95%以上的耕地、水體、草地面積分布在平原區(qū)。整個景觀組分中耕地面積最大,占總面積的68%。區(qū)內(nèi)水網(wǎng)密布,天然河湖面積大,水體占總面積的19%。居民點數(shù)量最多,分別占總面積和總斑塊數(shù)量的11%和61%。林地和草地面積僅各占1%。景觀格局分析表明:研究區(qū)景觀多樣性和景觀優(yōu)勢度高,景觀均勻度指數(shù)不高,土地類型分配不均勻,在整個區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)為水田、居民點和湖泊為主要的土地類型,水田占有絕對優(yōu)勢。根據(jù)平原區(qū)和丘陵區(qū)景觀格局分析及其地貌特征指出:發(fā)展平原區(qū)林、農(nóng)、牧、副復合經(jīng)營的商品林建設,以低丘崗地植被恢復為主加強丘陵區(qū)生態(tài)公益林建設,以及在整個區(qū)域加強和完善城市森林建設和\"三網(wǎng)\"防護林體系建設應成為揚州現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的重點。

基于大連市2005年土地利用圖形數(shù)據(jù),選用生態(tài)意義較明確的景觀特征指數(shù),從斑塊和景觀兩個水平上定量研究了大連市土地利用的景觀空間格局。結果表明:旱地景觀是大連地區(qū)面積最大、分布最廣、連續(xù)性最強的基質景觀,其面積比例為40.21%,斑塊個數(shù)比例為7.62%,平均斑塊面積高達5.53km2/個;林地和城鄉(xiāng)用地景觀的面積比例也較大,分別為39.28%和12.89%,水田、草地和水域的面積比例較小,分別為3.54%、1.83%和1.96%;灘涂、沼澤地及未利用土地的景觀面積比例均不足1%。

基于gis技術和景觀生態(tài)學理論,利用寧武縣第二次土地調查的相關數(shù)據(jù),對寧武縣的土地利用景觀格局進行了定量分析。結果表明:寧武縣優(yōu)勢景觀為有林地、其他草地和旱地,分別占到全縣總面積的33.3%、26.4%和26%。其他景觀類型面積較小,多數(shù)景觀面積所占比例不足1%。各景觀類型之間面積差異較大,這與當?shù)刈匀粭l件和人為干擾有關。寧武縣整體景觀破碎度、多樣性和均勻度指數(shù)分別是0.094、1.6175和0.509,說明寧武縣景觀發(fā)育較為成熟,異質性較強。根據(jù)以上結果分析,在寧武縣景觀生態(tài)規(guī)劃方面給出了建議。

文章以前郭爾羅斯蒙古族自治縣第二次土地調查數(shù)據(jù)為基礎,結合景觀面積、斑塊個數(shù)、斑塊密度、平均斑塊面積等景觀特征指數(shù)、計算公式,從景觀斑塊面積特征,景觀斑塊密度大小及差異特征,景觀斑塊多樣性、均勻度特征方面,對土地利用景觀格局特征進行分析。

以1987年、2000年、2014年的landsat影像數(shù)據(jù)為基礎,借助envi,arcgis,fragstats等軟件,提取了土地利用信息,計算了景觀指數(shù),定量分析了流域土地利用變化及其對景觀格局的影響.結果表明:(1)近30年來,南四湖流域土地利用變化突出表現(xiàn)為耕地向建設用地的轉化,耕地面積減少1069.15km2,建設用地面積增加1573.26km2.2000-2014年,土地利用綜合動態(tài)度為0.461％,是1987-2000年的4倍.(2)景觀結構上,耕地是流域的主導斑塊,面積約占70％,30年來占景觀面積的比例降低了3.85％,斑塊形狀趨于復雜;建設用地日益發(fā)展為優(yōu)勢斑塊,占景觀面積的比例指數(shù)增加了6.1％.耕地與建設用地斑塊在景觀中的變遷,使得流域自然生態(tài)功能受到較為嚴重的干擾.(3)流域總體的景觀特征表現(xiàn)為優(yōu)勢斑塊明顯,景觀比較完整,但空間異質性較高而連通性較低.近30年來景觀結構由較完整的大斑塊主導、演化成小斑塊圈點狀穿孔于大斑塊的格局,景觀破碎化較為嚴重.