土地利用格局的浙中城市群區(qū)域景觀穩(wěn)定性

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(jié)果表明:林地是景觀的背景基質(zhì),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.

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(jié)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。

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。

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(jié)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(zhì)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(jié)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(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(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。

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(diào)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(jié)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(zhì)性較強。根據(jù)以上結(jié)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(diào)查數(shù)據(jù)為基礎,結(jié)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(jié)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。

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(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.

在遙感、地理信息系統(tǒng)和統(tǒng)計定量分析結(jié)合的基礎上,引進土地利用變化強度分析理論方法。作為一種解釋性的數(shù)學框架,通過不同時間間隔的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計算了每個時間間隔和每種地類的變化面積和變化強度。強度分析自上而下分為3個層次:間隔層次、地類層次和轉(zhuǎn)變層次,將觀察變化強度與平均變化強度比較,揭示不同層次的變化特征,并依次用快速的與緩慢的、活躍的與平穩(wěn)的、來源與轉(zhuǎn)變?nèi)龑πg語來描述。本文以昆明市的土地利用變化為例,深入闡述了不同層次的面積變化和強度變化,并對不同層次的穩(wěn)定性進行了深入分析。結(jié)果表明:在間隔層次,2000年后昆明市的土地利用變化強度逐漸加大;在地類層次,建設用地的變化強度是最活躍的,林地的變化強度是最平穩(wěn)的;在轉(zhuǎn)變層次,增加的建設用地主要來源于耕地,減少的林地主要轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?。強度分析在土地利用變化過程分析中具有系統(tǒng)性的優(yōu)勢,對深入挖掘土地利用變化信息、理解土地利用變化過程具有重要作用。

土地利用及景觀格局變化作為人類活動對自然環(huán)境影響的主要研究內(nèi)容,是評價區(qū)域發(fā)展變化的重要指標。利用2004、2009和2014年3期landsat遙感影像,以rs、gis技術為基礎,采用目視解譯和計算機自動分類法進行鄭州市土地利用分類,并結(jié)合arcgis10.2、fragstas3.3軟件對其進行景觀格局研究。結(jié)果表明:1)2004—2014年鄭州市建設用地擴張迅速,耕地逐年減少,水體變化不顯著,林地先減少后增加；2)林地優(yōu)勢度下降,建設用地優(yōu)勢度逐年上升,耕地和水體優(yōu)勢度基本不變,各景觀類型總體呈平衡發(fā)展態(tài)勢；3)鄭州市景觀多樣性指數(shù)逐年增加,景觀多樣性趨于平衡,景觀格局逐步變好；4)景觀斑塊破碎化程度增加,各景觀要素斑塊形狀逐漸復雜化。

土地利用及景觀格局變化作為人類活動對自然環(huán)境影響的主要研究內(nèi)容,是評價區(qū)域發(fā)展變化的重要指標.利用2004、2009和2014年3期landsat遙感影像,以rs、gis技術為基礎,采用目視解譯和計算機自動分類法進行鄭州市土地利用分類,并結(jié)合arcgis10.2、fragstas3.3軟件對其進行景觀格局研究.結(jié)果表明:1)2004—2014年鄭州市建設用地擴張迅速,耕地逐年減少,水體變化不顯著,林地先減少后增加;2)林地優(yōu)勢度下降,建設用地優(yōu)勢度逐年上升,耕地和水體優(yōu)勢度基本不變,各景觀類型總體呈平衡發(fā)展態(tài)勢;3)鄭州市景觀多樣性指數(shù)逐年增加,景觀多樣性趨于平衡,景觀格局逐步變好;4)景觀斑塊破碎化程度增加,各景觀要素斑塊形狀逐漸復雜化.

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(jié)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(zhì)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。總體上各指數(shù)都與人為活動有很強的相關關系。

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(qū)動力進行分析。結(jié)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(zhuǎn)化頻繁,主要表現(xiàn)為耕地轉(zhuǎn)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(zhì)性增加;（5）研究區(qū)土地利用景觀格局變化的驅(qū)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)。

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(jié)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(jié)果表明:土地利用結(jié)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。

景觀格局與土地利用空間結(jié)構密切相關。運用景觀多樣性、優(yōu)勢度、均勻度和破碎度等景觀生態(tài)學指標,對水西景區(qū)景觀格局及其用地現(xiàn)狀進行了分析。結(jié)果表明:水西用地類型多樣性較高,以林地占優(yōu)勢,林地破碎度低,森林景觀較完整,但空閑地和建筑用地受人類活動干擾大,破碎度高,在一定程度上影響了水西的景觀格局。

選擇城鎮(zhèn)化過程特征突出的深圳市為研究對象,獲取1980～2015年六期landsat遙感數(shù)據(jù)進行土地利用景觀格局變化分析,結(jié)合ca-markov模型和logistic回歸進行土地利用變化模擬,并預測了深圳市2020年3種不同情景下的土地利用空間格局。結(jié)果表明:(1)1980～2015年期間,建設用地面積不斷增加并成為優(yōu)勢地類,農(nóng)田和水體面積不斷減少；在景觀水平上,城市化前期土地利用破碎化程度加劇,后期則出現(xiàn)土地利用向集約化的轉(zhuǎn)變。(2)使用5a、10a、20a和30a不同步長的轉(zhuǎn)移矩陣模擬的2015年土地利用kappa系數(shù)分別為0.868、0.844、0.835和0.846。不同步長轉(zhuǎn)移矩陣對于模擬精度有一定影響。(3)3種情景的深圳市2020年土地利用變化預測結(jié)果顯示,驅(qū)動力情景下城市發(fā)展最快,城市自組織情景和生態(tài)控制情景增長趨勢相似,生態(tài)控制情景下土地利用集約度更高。

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(jié)果對該區(qū)土地利用景觀格局進行分析評價。結(jié)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(jié)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(zhuǎn)換。從城鎮(zhèn)用地、和農(nóng)村居民用地的顯著轉(zhuǎn)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。

利用1976年landsatmss、1989年landsattm、2000年landsatetm+和2010年tm遙感影像,運用gis和景觀生態(tài)學方法,分析了1976—2010年疏勒河中游玉門市土地利用/覆被和景觀格局的變化.結(jié)果表明:1976—2010年間,玉門市土地利用類型轉(zhuǎn)移的主要方向是草地和戈壁轉(zhuǎn)化為耕地、耕地轉(zhuǎn)化為建設用地、草地轉(zhuǎn)化為戈壁;土地利用變化經(jīng)歷了\"緩慢變化-急劇變化-顯著變化\"的過程,景觀密度持續(xù)增大,最大斑塊指數(shù)先增大后減小,面積加權形狀指數(shù)增大,形狀趨于不規(guī)則;斑塊間的最鄰近距離減小,景觀逐漸向具有多種要素的密集格局演變,更加破碎;不同斑塊間的分離度減小;景觀的多樣性和均勻度先減小后增加.農(nóng)業(yè)人口增長和經(jīng)濟發(fā)展是研究區(qū)土地利用/覆被變化的最直接驅(qū)動力,氣候和政策因素也是重要的影響因素.