群落动态的"驱动力 pdf"是什么?从资源利用进行分析

’第29卷第11期 2009年1 1月生态学报V01.29,N。.11 Nov.,2009ACTA ECOLOGICA SINICA分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力李传哲1’2’。,于福亮1”,刘佳1’2(1.中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038;2.水利部水资源与水生态工程技术研究中心,北京to0038)摘要:综合利用GtS、RS技术和景观生态学方法,分析了黑河干流中游地区1985—2005年,尤其是黑河干流水量统一调度实施 后(即2000年以后)的景观动态变化及驱动机制。结果表明:(1)研究区景观发生了较大变化,1985—2000年,耕地、林地、城乡 工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少;2000—2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、 水域、未利用土地不断减少。(2)在类型水平上,分水后,耕地和城乡工矿居民用地呈连片趋势发展,破碎度降低,形状更为规 则,空间连接性增强;林地、草地、水域和未利用土地破碎度增加,分布更为分散,连通性和优势度降低。(3)在景观水平上,分 水后,研究区景观多样性水平提高,异质性在增加,破碎化程度越来越大,景观中斑块空间连接性下降,优势度在减少,斑块类型 在景观中趋于均匀分布,土地利用向着多样化和均匀化方向发展。(4)研究区景观变化的驱动力主要包括人口增长、经济社会 发展,2000年以后,可利用水量的约束直接影响着研究区的景观变化。 关键词:景观;驱动力;分水;黑河中游地区文章编号:1000.0933(2009)11.5832.11 中图分类号:Q149,TVl21文献标识码:ADynamic change of landscape and its driving forces in midstream of Heihe mainstrcam basin afterlwater redistributionLI Chuan.Zhel’2’‘.YU Fu—Lian91’2。LIU Jial’2Depoamemof Wa*er Resources,China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Reijing 100038,China of Water Resources&Ecology of the Ministry of Water Resources,Be‘iing 100038,China2 Research Center ActaEcolo#ca Sinica.2009,29(II):5832—5842. the techniques of GIS/RS and the methods of the landscape ecology,the characteristics of the basin from 1985toAbstract:Basedonlandscape changes and driving forces in midstream of Heihemainstreamin2005wereanalyzed in thepaper,especially the changes of landscape after water redistribution scheme in Heihe River basin Was executed.The results showedasfollows:(a)The landscape had changed greadyHeihe River basin from 1985to2000,the farmland,woodland.resident and industry land increased,while grassland,water area and unused land decreased;the farmland,resident and industry land continuedtoincrease from 2000to2005,and the changes of other patch type Was adverse.(b)areaAfter 2000,at the class level,farmland and resident and industry land have become more fragmented,along with theincreasing,and patch shape has tendedgradually.The fragmentation,spatial unused land had similar changetobe more regular,and the spatial connectedness of these two types increased landscape dominance of woodland,grassland,water area and increased,but the spatial connectednessconnectedness andtrends.The fragmentationand landscapedominance of these four types decreasedrespectively.(C)At the landscape level,the diversity,heterogeneity andfragmentation of landscape increased after 2000,while the spatial connectedness and landscape dominance decreased.(d) The main forces of landscape change included population growing and the economic development.However,the reduce of available waterresourcesinHeihe River has become the main force since 2000 which caused the significant changes of thelandscape change.基金项目:国家重点基础研究发展(9r73)计划资助项目(2006CB403405);国家自然科学基金资助项目(50r709042) 收稿日期:2008—12?12: 修订日期:2009.04.27}通讯作者Corresponding auLllof.E.mail:licbuanzhe@tom.cornhttp://www.eeologiea.cn万方数据 11期李传哲等:分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力5833Key Words:landscape;driving forces;water redistribution;the midstream of Heihe mainstream basin景观生态学是--VJ实用性很强的科学,它以研究人类社会同其生存空间的相互关系为主要内容,可以为区域的生态环境与社会经济可持续发展提供有力的科学依据,在研究可持续发展方面显示出重大价值H1,其 作用被越来越多的研究者所认识和强调[2圳,其主要研究对象是景观的结构、功能和变化[1 0|。景观动态变化 是景观生态学研究中的核心问题之一,它主要研究景观结构、功能、空间格局随时间的变化情况。近年来,我 国学者针对西北干旱区的特点,在绿洲景观、湿地景观、农业景观、沙漠景观等方面作了大量的研究H卜17]。 黑河是我国西北地区第二大内陆河,发源于祁连山,跨青海、甘肃、内蒙古三省(区),流域总面积达12.8 万km2,黑河出山口莺落峡以上为上游,莺落峡至正义峡为中游,正义峡以下为下游。由于水资源总量不足, 黑河流域区域之间水事矛盾频发,自20世纪60年代以来,随着中游社会经济的发展,进入下游水量逐渐减 少,下游额济纳绿洲地区出现了河道断流、湖泊干涸等一系列生态问题。自2000年水利部正式启动黑河省级 分水工作以来,张掖市多次采取“全线闭口、集中下泄”的方式多年全面完成了黑河水量调度工作。但同时也 给张掖市的农业、生态环境造成了一些影响Ll卜圳。本文以遥感图像解译为基础,在RS和GIS技术支持下, 分析与揭示黑河分水前后干流中游地区景观动态变化的特征和规律,并分析其驱动机制,对黑河干流中游地 区社会、经济、生态环境系统的可持续发展具有重要意义。 1研究区概况.黑河分水以祁连山出山口莺落峡水文站的来水量为依据,以中游出口正义峡水文站的下泄水量为指标, 二站之间的干流中游地区为用水限制区,受分水影响较大。所以,本文研究区选择黑河干流中游地区,即张掖 市的甘州区、临泽县和高台县三县区属黑河于流中游的部分。研究区位于东经98。57 7—1130。52’,北纬38。39’ 一39059’,总面积9501.85kin2,属温带干旱大陆性气候,降水少而蒸发强烈,年均降水量70—312mm,年均蒸 发量1900~2403mm。截止2005年底,研究区总人口80.30万人,2005年GDP为77.42亿元,其中一、二、三 产增加值分别为25.90亿元、24.53亿元、26.99亿元。 2研究方法 2.1数据来源及处理 采用的数据资料有1985年和2000年LANDSAT TM遥感影像和2005年的CBERS遥感影像,1:25万地 形图和行政区划图,研究区1985~2005年相关统计资料。其中1985年和2000年的遥感影像已有解译成果, 2005年的CBERS遥感影像在本次研究中基于ERDAS和ARCGIS平台解译完成。三期遥感影像时相均为6—10月份。景观分类参照全国土地利用分类方法,将研究区景观类型分为耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地和未利用土地6类一级类型。3个时期的景观图见图l。 2.2景观转移概率矩阵 基于ARCGIS平台对3期遥感资料进行空间叠加分析,提取各类景观相互转化的面积,据此建立景观类型转移矩阵,在景观类型转移矩阵的基础上建立景观类型转移概率矩阵。计算公式为:P口=A。/Af(1)式中,P!『为景观类型i转化为类型歹的转移概率;Ai伪景观类型i转化为,的面积;一;为景观类型i在研究时段的初始面积,结果见表1。 2.3景观指标选取 结合研究区特点,同时排除了一部分相关性很高的指标,本文在斑块类型水平上(class—level)选用了斑块类型面积(CA)、斑块类型百分比(PLAND)、斑块密度(PD)、最大斑块指数(删)、周长一面积分维数(PAFRAC)、聚集度(AI)、散布与并列指数(川)、斑块结合度指数(COHESION)等8个指标;在景观水平上(1andscape-level)选用了斑块个数(ⅣP)、斑块密度(to)、最大斑块指数(删)、景观形状指数(LSI)、周长.面积分维数(PAFRAC)、聚集度(At)、蔓延度指数(CONTAC)、散布与并列指数(肌)、景观分割度(DIVISION)、香http://www.ecologica.ell万方数据 5834生态学报29卷图1Fig.1 Landscapemaps of不同时期黑河干流中游地区景观图midstreamforest ofHeihemainstreambasinin1985,2000 and2005 coverage有林地woodland;灌木林shrubbery land;疏林地openland;其他林地other forest land;高覆盖度草地hishgrassland;中覆盖度草地moderate coveragegrassland;低覆盖度草地low coveragegrassland;河渠river/channel;湖泊lake;水库坑塘reservoir/pond;滩地beachland;城 镇用地urban land;农村居民点rural residential area;其他建设用地other built-up land;沙地desert;戈壁gobi desert;盐碱地salineOFalkalineland;沼泽地swamp;裸土地bare ground;裸岩石砾地rockgravelground;山地旱地mountain dry land;平原旱地plain dry land农多样性指数(SHDI)、香农均度指数(SHEI)等11个指标。景观动态变化计算采用了景观指标计算软件 FRAGSTATS,各项指标的公式和意义可以参考其说明文件。景观动态变化分析将在斑块类型水平和景观水 平两种尺度上进行,斑块类型水平和景观水平上的各景观指数计算结果分别见表2和表3。 3景观动态变化分析 3.1景观转移分析 从1985。2000年景观类型转移概率矩阵知:(1)耕地主要向城乡工矿居民用地和林地转变,各占2.0I% 和0.57%;而耕地的增加量主要来源于未利用土地、草地和水域;(2)林地中有1.02%转为水域,有0.64%转 为耕地;而耕地、未利用土地和草地是林地的主要增加源;(3)草地有1.58%转为耕地,有0.16%转为城乡工 矿居民用地,同时有0.16%转为水域;草地主要由未利用土地、耕地和水域转化而来;(4)水域有3.84%转为 耕地,1.14%转为未利用土地;水域的增加量主要来自未利用土地、草地和林地;(5)城乡工矿居民用地主要http://www.ecologica.ca万方数据 李传哲等:分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力5835转为水域和耕地,各占0.03%和0.01%;城乡工矿居民用地的增加量主要来自耕地和草地;(6)未利用土地主 要转为耕地和草地,各占1.23%和0.08%;未利用土地的增加量主要来自水域、耕地、草地。裹1不同时期黑河干流中游地区景观类型转移概率矩阵(%)Table lTransitionprobabifity matrix oflandscape classof midstream of Here mainstreambasin‰1985R∞ident and industrv landto2005年份Year类型Types耕地Farmland林地Woodland草地Grassland水域Waterarea城乡工矿居民用地未利用土地Unused landl:耕地Farmland;2:林地Woodland;3:草地Grmsland;4:水域Water area;5:城乡工矿居民用地R∞ident andindustryland;6:未利用土地Unused land裹2不同时期黑河干流中游地区各种斑块类型的景观动态Table2.Chang龉of diffenntpathffpes in midstream of Here mainstreambasinin diffe件nty明幅CA(km2)l 2 21749.65 1804.2l175.38 183.96 170.42 1.9305 2.01491.7935 0.014l1402.131381.95255.79 249.80 240.57 2.7196 2.6650 2.5318O.0189140.70179.175778.19 5702.76 5680.04 60.7444 59.9901 59.7783 O.0114 O.0114 O.0122 51.9851 52.5955 51.4541 1.5643 1.5658 1.5618 85.7696 85.7313 85.64871848.35 18.3375 18.9032 19.4525 O.0093 O.0089 O.0087 12.8933 15.0422 15.7419 1.6355 1.6382 1.6375 67.515l 66.7185 67.0270 89.0542 89.1038 90.1076 97.80331352.39 14.660014.4715210.081.6079PI_AND(%)l 2 21.9553 2.2109 0.02190.0239 O.024l14.2329 O.0360 O.0319 0.0363 3.6030 3.6576 3.6030 1.5978 1.6054 1.6018 55.0612 56.1665 54.8742 60.7196 60.6165 60.80919 87.9220 89.655l 88.0034PD(叶'/km2)l 2O.0152 0.01590.2333O.0182 0.0191 O.248l 0.29r78 O.2798 1.6561 1.6822 1.6626 27.8360 27.643827.36122删(%)l 20.0744 O.1092 O.1302 1.62181.61710.2283 0.2132 1.5812 1.5549 1.5665 31.3008 31.048430.22052 PAF,MC12 21.6567 13.7255 15.330515.3743m(%)l2 2IJl(%)l 22 l 284.4134 83.5353 83.9584 60.6833 59.7919 58.809676.7928 74.6855 76.7514 63.4354 64.8882 62.430951.3109 51.5337 47.3395 31.0391 34.0254 36.910472.36“74.1392 72.6150 99.2786 99.3154 99.2650哪咖l詈曼咖l詈哪咖|耋哪咖i宝哪咖|刍哪咖啷哪咖|刍哪咖98.3012 98.36742005http://www.ecologiea.ca万方数据 5836生态学报29卷从2000—2005年景观类型转移概率矩阵知:(1)耕地主要向草地、城乡工矿居民用地和未利用土地转 换,各占2.59%、1.25%和1.12%;而耕地的增加量主要来源于草地、未利用土地和林地;(2)林地主要向耕地 和草地转换,各占7.63%和3.62%;而林地的增加量主要来源于耕地;(3)草地主要向耕地转变;而草地的增 加量主要来源于耕地和未利用土地;(4)水域主要向耕地和未利用土地转变,各占3.80%和1.10%;而水域的 增加量主要来源于耕地、未利用土地和草地;(5)城乡工矿居民用地主要向耕地转换;而城乡工矿居民用地的 增加量主要来源于耕地和草地;(6)未利用土地主要向耕地和草地转换,各占0.61%和0.42%;而未利用土地 的增加量也主要来源于耕地和草地。 3.2斑块类型水平上景观变化分析 3.2.1斑块结构特征分析 从3期的斑块类型面积(CA)和斑块类型百分比(PLAND)以及景观类型转移矩阵可以看出,在整个黑河 干流中游地区,占主要优势的景观类型一直为未利用土地、耕地和草地,其中未利用土地面积占总面积的 60%左右,是研究区景观的基质类型。耕地面积一直在增长,2000—2005年(分水后)耕地增长量与1985— 2000年(分水前)相当,说明分水后研究区耕地没有减少,反而在增加,并且增长速度加快。耕地扩张会增加 新的用水,但分水后研究区用水进一步受到限制,使原有的部分耕地因缺水而撂荒,促使耕地向其他景观类型 的转换。林地面积1985~2000年增加了8.59kin2,增加4.90%,分水后呈减少趋势,2005年相比2000年减少 13.54km2。林地中有林地和灌木林面积基本不变,疏林地和其他林地有不同程度的减少。出现这种局面的原因是,黑河实施分水后,研究区可用水资源量减少,靠近耕地或耕地区的林地生态用水进一步减少。草地呈逐年减少趋势,2005年相比1985年草地面积减少49.74kin2,减少幅度3.55%。其中高覆盖度草地几乎不变,而中、低覆盖度草地分别减少5.94km2和43.09kinz。低覆盖草地的大量减少,进一步表明分水后草地的生态用水减少。水域面积一直在减少,1985—2005年水域面积减少15.22kin2,减少幅度5.95%。水域面积 减少主要体现在滩地减少19.41km2,滩地减少实际上是研究区内耕地向河流滩地扩展。城乡工矿居民用地面积逐年增加,1985~2005年增加69.38km2,增加幅度49.3l%。城乡工矿居民用地分水后的增长量几乎与分水前的增长量相当,表明分水后,研究区的城市化进程加快。未利用土地逐年减少,1985—2005年减少 98.15km‘,减少幅度1.70%。 斑块密度(PD)反映景观的破碎化程度,同时也反映景观空间异质性程度。斑块密度愈大,景观的破碎 程度愈大,景观异质性愈高ⅢJ。在黑河干流中游地区,各类景观的斑块密度均较小,草地和城乡工矿居民用 地相对较大,较为破碎,受人类活动影响最为强烈。耕地的斑块密度从1985年的0.0093个/km2一直减少到 2005年的0.0087个/km2,反映了耕地一直在扩张。其他5种景观类型在分水后斑块密度均呈增加趋势,表 明斑块更加破碎。林地和草地斑块密度增加与林草地开荒和沙化、部分林草地退化有密切关系。城乡工矿居 民用地斑块增加主要是由于城市化进程加快,新增斑块的出现。而对未利用土地开发力度加大是其斑块数目 增加的主要原因。 最大斑块指数(t,Pt)是各类型中的最大斑块面积与景观总面积之比的百分数,可用其量化类型水平上最大斑块占整个景观的比例,是一种简单的优势度衡量法。在研究区,未利用土地洲最大,其次是耕地和草地。说明研究区未利用土地占绝对优势,其次是耕地和草地,这与研究区的基质类型为未利用土地的分析一致。从变化趋势来看,分水后耕地和城乡工矿居民用地的删有所增加,林地、草地、水域和未利用土地的http://www.eeologiea.en万方数据 11期李传哲等:分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力5837LPI有所减少。耕地肼增加说明了耕地在该区域面积上呈增大、空间上呈连片的趋势,这与耕地的蔓延发展形式一致。城乡工矿居民用地的LPI增加主要是由于经济发展,人口增长,城市化进程加快,斑块面积扩大并趋于成片成团的分布,在景观中的优势增加。林地、草地、水域和未利用土地的删降低,表明连片面积上在缩小、空间上被分割,在景观中的优势有所减少。 3.2.2斑块分维数分析 分维数用于度量斑块或景观类型的复杂程度,对于具有分形结构的景观,其缀块性在不同尺度上应表现 出很大的相似性,如果分维数在某一尺度域上不变,那么该景观在这一尺度范围可能具有结构的自相似性。 分维数大小反映了人类活动对景观的影响,一般介于l一2之间。分维数越接近1,斑块的自相似性越强,斑 块形状越有规律。斑块的几何形状越趋于简单,说明斑块受人为干扰的程度越大,因为人为干扰所形成的斑 块一般几何形状较为规则,易出现相似性的斑块形状。本文分维数采用面积-周长法来测定。分水后耕地、草 地、水域和未利用土地的面积.周长分维数有所减少,说明这4种景观斑块形状朝简单、规则方向变化,受干扰程度更加强烈,如人类活动和水资源的时空分配。而分水后,林地和城乡工矿居民用地的面积一周长分维数增加,说明斑块形状变得较为复杂。 3.2.3斑块聚集度和分离度分析 聚集度指数(肌)反映景观中不同斑块类型的非随机性或聚集程度,可反映景观组分的空间配置特征。 如果一个景观由许多离散的小斑块组成,其聚集度的值较小;当景观中以少数大斑块为主或同一类型斑块高 度连结时,聚集度的值则较大。研究区未利用土地的聚集度Ⅳ值最大,其次是耕地、草地、水域和林地,城乡 工矿居民用地的聚集度朋值最小,说明未利用土地斑块相对较大,城乡工矿居民用地斑块相对分散破碎。从 变化趋势来看,分水后林地、草地、水域和未利用土地聚集度均有所下降,说明其斑块间分布趋于分散,这是由 于林地、草地、水域等对水资源依赖性增强。城乡工矿居民用地和耕地聚集度略有上升,说明其斑块分布更加 集中,有不断连片的趋势。散布与并列指数(删)是描述景观分离度的指数之一,其取值越小,说明与该景观类型相邻的其他类型越 少,当班为100时,说明该类型与其它所有类型完全、等量相邻。研究区耕地的肼最高,林地和水域次之,城乡工矿居民用地最低,说明耕地的空间邻接分布复杂,相邻景观类型最多,而城乡工矿居民用地的邻接景观类型较少,只和耕地、林地、草地等少数景观类型相邻;在变化趋势上,分水后研究区耕地、林地和水域的明明显增加,表明与更多的景观类型相邻,且周围的斑块类型分布集中且分布均匀;未利用土地和城乡工矿居民用地的肌显著减小,表明分水后人类的干扰强度与范围大大增强,使原本零散的城乡工矿居民用地逐渐连成片,分布更集中。 3.2.4斑块连接性分析 斑块结合度指数(COHESION)是对各斑块类型的物理连通性的描述。耕地和未利用土地的COHESION 最高,接近100,说明耕地和未利用土地一直是该区域最主要的两种景观类型,连通性最好,城乡工矿居民用 地的COHESION最低,说明其空间分布相对分散,连接性较低。从变化趋势来看,林地、草地和水域连通性降 低,城乡工矿居民用地连通性增大,耕地和未利用土地基本没有发生变化。城乡工矿居民用地在整个区域都呈增大的趋势,这是工矿居民点增多的结果。分水后,耕地连通性的提高和林地、草地和水域的连通性的降低表明,耕地在原有基础上,在内的原有的其他类型零星土地进一步转化为耕地,在外从原有的耕地边缘向外扩 展;而林地、草地和水域被支离破碎。 3.3景观水平上景观变化分析 3.3.1景观特征指数分析2000年研究区共有1040个斑块,分水后到2005年,斑块数(NP)增加到1105个,斑块增加65个,而分水前研究区斑块从1985年到2000年减少20个。斑块密度(肋)相应由2000年的0.1095个/kin2增加到2005年的0.1163"个/km2。斑块数增加说明了景观更为破碎。最大斑块指数(删)有所减少,从2000年的http://www.ecologica.cn万方数据 生态学报29卷52.5955%下降到2005年的51.4541%,说明研究区中最大斑块和最小斑块面积的差距减小,斑块面积向趋于 比较均匀的方向发展,人类活动对土地利用的干扰越来越强烈。 3.3.2景观形状特征分析分水后,研究区景观形状指数(删)从2000年的20.1479增大到2005年的20.4313,景观形状向趋于复杂的方向发展。分维数是度量景观形状的另~个指标,它主要分析斑块类型及整个景观的破碎度。分水后,研究区周长一面积分维数从2000年的1.6026下降到2005年的1.5993,说明分水后研究区景观受人为影响加大,景观形状趋于复杂,破碎度加大。 3.3.3景观空间构型分析描述景观空间构型的指数包括蔓延度指数(CONTAG)、散布与并列指数(叫)、聚集度指数(A,)以及景观分割度指数(DIVISION)等。 蔓延度指数描述景观中不同景观类型的团聚程度,取值范围0~100%,当CONTAG的值为0时,说明景 观以最大的程度分离(每一个斑块都为一种不同的类型)和散布(所有斑块都以相同比例相邻接),而当其值 为100%时,说明整个景观仅由一个斑块构成。取值小表明景观由许多分散的小斑块组成,取值大表明景观 由少数团聚的大斑块组成。3个时期景观蔓延度指数均小于50%,说明研究区景观比较破碎,小斑块比较多, 这主要是由于城镇面积的扩张以及开荒造成的耕地面积增加所致。景观分割度是度量景观可分离性的指数, 取值范围0~1,当景观由一个斑块组成时,该值为O,当景观由一个像元大小的小斑块组成时,景观分割度趋 近于1。分水后,研究区景观蔓延度指数由2000年的45.8887下降到2005年的45.3448,散布与并列指数由 2000年的76.4978下降到2005年的76.4804,聚集度指数由2000年的74.0329下降到2005年的73.6308,而 景观分割度指数由2000年的0.6971增加到2005年的0.7071。研究区景观蔓延度指数、散布与并列指数、聚集度指数相对下降,景观分割度指数增加。说明景观的空间连接性下降,景观要素类型空间分布不均衡,优势斑块类型的比例下降,其他斑块类型的优势度增加,斑块分布更为分散,并混合在一起。 3.3.4景观多样性指数分析 香农多样性指数(SHDI)、香农均度指数(SHEI)是一种基于信息理论的测量指数,在生态学中应用很广。 多样性指数反映景观类型的多少和景观中斑块的多度和异质性。均匀度指数描述景观各组分分配均匀程度。 其值越大,表明景观各组成成分分配越均匀。分水后,研究区的SHDI和SHEI均在增加,SHDI由2000年的 1.141增加为2005年的1.153,SHEI由2000年的0.637增加为2005年的0.644。香农多样性指数和香农均 度指数增加说明了景观多样性水平提高,异质性在增加,景观中斑块优势度在减少,斑块类型在景观中趋于均 匀分布,土地利用向着多样化和均匀化方向发展。这与分水后耕地、城乡工矿居民用地面积大幅度增加,草 地、林地、水域和未利用土地面积减少,进而导致各景观类型所占比例差异减少有关。 4景观变化的驱动力分析 景观变化的驱动力包括自然因素和人为因素两方面。自然因素包括气温、降水、地质地貌、土壤等,人为 因素包括人口、技术水平、富裕程度、政治经济结构等。景观变化是两者共同作用的结果,但在几十年甚至百 年尺度上,自然因素引起的环境变化幅度相对较小,而人类活动产生的环境变化,在强度上甚至超过了自然因 素引起的环境变化,成为主要因素。川。 4.1自然因素景观变化与气温、降水、地质地貌、土壤等自然因素密切相关,由于本文研究的时间尺度是20a,相对较短,研究区地质、地貌以及土壤等自然因素发生变化不大∞1,在自然因素中,气温和降水相对表现活跃,对景 观变化亦影响相对较大。如图2和图3所示,研究区的降水量和气温趋势线变化并不明显,特别是分水后短期内,研究区降水量和气温变化不大。说明在短时间内,气候因素对研究区景观变化的驱动作用有限。 干旱区景观格局高度依赖水资源条件。水资源在很大程度上决定着干旱区的环境状况与环境质量,也决http://www.ecologica.1211万方数据 李传哲兰坌查里墨翌三鎏!塑兰垦墨翌苎查竺些墨竺翌查 ————————————————————————————————————,——————————————————————————————一一t?期~————三竺!~十甘州Ganzhou+监泽Linze+高台Gaotai言 邑重量 差咖;瓜众公,识入。瓜∞∞∞∞m∞∞卯篙 链;缁..丫■.,_1.V,V l_..>年份Year 图2Fig.2 The1985。2004年研究区各县区年降水量变化情况of differentcounty inprecipitationstudyareafrom1985to2004—◆一1月Jan—卜3月Mar—★一5月May—■卜7月Jul.—-.9月Sep—.-11月Nov一已 巧加b2百&卜g娟 旷m,o弓加书年份Year图3Fi¥31985—2004年研究区不同月份气温变化情况The temperature of study area from 1985to2004定着干旱区内陆河流域景观格局的稳定与演化,其作用是其它任何生态因子都无法替代的。有水是绿洲,无 水成荒漠,这是水资源对干旱区景观格局重要性的最好刻画。气候因素主要通过改变水文状况来影响研究区 景观,而人为因素既可以直接改变景观格局,又可以通过取用水资源来间接促进景观演变。 根据黑河干流水文资料分析(图4),黑河干流正义峡来水与莺落峡来水有很强相关性和同步性,两者相关系数达o.90以上。1985。2000年莺落峡和正义峡年平均来水量分别为16.35亿m3和8?47亿m3,200l~2004年莺落峡和正义峡年平均来水量15.57亿m3和8.55亿1113,由此初步估算消耗在黑河干流中游地区的 o在其他水量略有减少,1985.2000年研究区耗水7.88亿m3,2000~2004年研究区耗水减少到7?03亿1113因素变化不大的情况下,消耗在研究区的水量减少,势必引起草地、林地、水域景观面积的减少。 人为因素4.2在自然、水文等因素改变研究区景观的同时,人为因素的影响是明显而复杂的。人类活动对景观格局的 影响力度与影响范围越来越大,近年来己成为公认的改变地表生物圈的主要动力。黑河干流中游地区景观变 化既受到自然环境的长期制约,更受到人类活动的干预和社会经济条件的影响;尤其是在短期效应上,政治、 经济和社会决策对研究区景观变化起着决定性作用。1985~2005年,研究区最大的人类活动就是启动黑河省级分水,完成黑河干流水量统一调度。黑河分水后,研究区总用水量趋于减少(表4),从2000年的18.94亿m3减少到2005年的17?77亿m3,减少了1?17亿 m3,其中农业和生态用水在减少,生活和工业用水在增加。农田灌溉亩均用水量由2000年的718m3/666?7m2下降到2005年的655m,/666.71112下降较多,但还有较大节水潜力。供水水源中,地表水源由于黑河水量统http:f,啉曝嘬.eeolo西ea.cn万方数据 5840生态学报29卷一调度约束使其供水量减少,而不得不加大地下水的开采力度,从2000年的2.19亿m3,增加到2005年的 3.96亿m,,引起研究区地下水水位的下降。生态用水的减少,地下水水位的下降‘21|,使研究区草地、林地、水 域面积呈现出退化的趋势。产善i吝酲§一一八鬟麓粟警瓮要岫“入’V’入 一/’~ 入\/V√一?√\ 人 ^.≯h ‘一、/f’‘\7一下I、/ 一-4、一?p≮≥q单r~、/OV耀 搿lpf rn、 p(r、20002001 2002八.、 20031985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992004年份Year 图4黑河干流莺落峡、正义峡水文站实测年径流量变化Fig.4 The change of annual runoff of Yingluoxia andZhengyixia hydrologiclnalion inthe middle reaches of Heihe River表4Table2000一20晒年研究区用水情况(亿m3)Thewateruse4in studya嗍from2000to2005此外,研究区人口增长和社会经济发展对其景观格局的演变驱动尤为突出和直接。研究区1985年的总 人口为“.70万,2005年总人121增长到80.30万,其中1985—2000年人口增长相对较快。其中农业人口由 1985年的55.80万人增长到2005年的57.77万人,非农业人口则由1985年的8.90万人增长到2005年的 22.53万人,非农业人121增长相对较快。1985—2005年间耕地、城乡工矿居民用地面积增大,草地、林地、水域 面积减少,这些变化归根结底是人口增加和经济发展需要的结果。人口增加必然会导致城镇扩张,从而使居 民建筑用地和交通用地增加。为满足对粮食的需求,人们不断开垦草地、林地、湿地,以扩大耕地面积。 社会经济的快速发展,人民群众的生活水平日益提高,其消费结构从最初单一粮食产品转向肉、蛋等高营 养产品,促进了养殖业的发展。1985—2005年研究区养殖的大牲畜数量增长迅速,其中2000—2005年增长 较快,由2000年的27.58万头增长到2005年的36.70万头,即黑河干流水量统一调度后研究区大牲畜数量 增长了33%。为了增加养殖数量,势必造成林地、草地、湿地的开垦;同时,牲畜数量增长,造成严重超载,也 会加速林草地的退化与沙化。 5结论 本文从类型和景观两个水平研究了黑河干流中游地区1985~2005年的景观结构及其动态演变,特别是 详细分析了黑河流域干流水量统一调配以来(分水后)研究区的景观动态变化,并分别从自然因素和人为因 素等影响研究区景观变化的主要驱动因子探讨了研究区景观格局演化的驱动机制。 (1)1985—2005年研究区景观发生了较大的变化。耕地、城乡工矿居民用地一直在增加,草地、水域、未http://www.ecologica.cn万方数据 11期李传哲等:分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力5841利用土地一直在减少,林地1985~2000年在增加,而2000~2005年在减少。分水后,研究区耕地和城乡工矿 居民用地增加较快,林地、草地和水域面积减少。 (2)在斑块类型水平上,分水后,耕地由于扩张,呈连片趋势发展,破碎度降低,斑块大小分布更为均匀, 形状更为规则,空间连接性增强,分布集中;林地破碎度增加,斑块形状更加复杂,分布更为分散,连通性降低; 草地破碎度增加,形状更为规则,分布更为分散,连通性降低;水域破碎度增加,斑块边缘和形状在简单化,优 势度降低,斑块大小更为均匀,分布更为分散,连通性降低;城乡工矿居民用地由于新增斑块的出现,斑块面积 扩大并趋于成片的聚集,分布更集中,在景观中的优势增加,形状更为简单、规则,连通性增强;未利用土地由 于开发程度加大,使其空间上被分割,优势度降低。 (3)在景观水平上,分水后,研究区斑块数、斑块密度、景观形状指数、景观分割度指数、香农多样性指数 和香农均度指数增加,最大斑块指数、周长一面积分维数、景观蔓延度指数、散布与并列指数、聚集度指数减 少,说明景观多样性水平提高,异质性在增加,破碎化程度越来越大,景观中斑块空间连接性下降,优势度在减 少,斑块类型在景观中趋于均匀分布,土地利用向着多样化和均匀化方向发展。 (4)对研究区景观变化的驱动因子分析表明,人为因素特别是人口增加以及与水有关的人类活动,是研 究区景观格局变化最活跃、最主要的驱动力。人口增长和社会经济发展是驱动研究区景观变化的根本因子, 人口增加必然会导致城镇扩张,居民建筑用地和交通用地增加,驱动耕地、未利用土地向城乡工矿居地转换, 社会经济发展促使人们不断开垦草地、林地、未利用土地以扩大耕地面积。黑河分水后,较大减少了流域中游 地区水资源的可利用量,导致研究区草地、林地、水域相应退化,植被覆盖度降低。 (5)鉴于黑河流域干流水量统一调配以后,研究区可利用水资源更为紧缺,为解决水资源带来的社会经 济发展瓶颈制约问题,需要严格控制耕地发展规模;需要合理优化种植业内部的用地结构,以水定产业结构; 还需要大力推进张掖市节水型社会建设,研究区农业用水占总用水的85%以上,其节水潜力较大,限制和淘 汰高耗水作物,如水稻和带田作物等,在今后的发展中需要特别加强农业节水力度。1j=.纠纠¨引引¨Zev Naveh,Liebennan A S,Landscape Ecology.Second edition,New York:Springer—verlag,1994. 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of Ecology-economy System of Zhangye Oasis After Water Allocation of Heihe River .Zhang B.Zhang K.Hao J X Research on Optimization of Land Use Structure in Middle Reaches of Heihe River after Water Distribution .Wei Z.Jin H J.Nan Y C The Effect on Water Environment in Middle and Downstream Area of Heihe River after Water Allocation .Wei Z.Jin H J.Nan Y C Analysis of the Change of Groundwater Resources due to Water Allocation in the Irrigation Areas of the Middle Heihe River .Chen L D.Fu B J Analysis of Impact of Human Activity on Landscape Structure in Yellow River Delta-A Case Study of Dongying Region .Li X B International Research on Environmental Consequence of Land Use/Cover Change .Zhang B.Mao Y C.Liu J F Analysis Driving Forces of LUCC in Heihe Middle Reaches .肖笃宁.钟林生 景观分类与评价的生态原则 .肖笃宁.李秀珍 当代景观生态学的进展和展望 .肖笃宁.布仁仓.李秀珍 生态空间理论与景观异质性 .肖笃宁.李小玉.宋冬梅 石羊河尾闾绿洲的景观变化与生态恢复对策[期刊论文]-生态学报 .郭明.肖笃宁.李新 黑河流域酒泉绿洲景观生态安全格局分析[期刊论文]-生态学报 .李华蕾.肖笃宁.王秋兵 干旱区典型农业绿洲的景观变化与原因分析[期刊论文]-生态学报 .赵锐锋.周华荣.肖笃宁 塔里木河中下游地区湿地景观格局变化[期刊论文]-生态学报 .常学礼.于云江.曹艳英 科尔沁沙地景观结构特征对沙漠化过程的生态影响[期刊论文]-应用生态学报 .蒙吉军.吴秀芹 河西走廊中西段肃州区景观空间格局研究[期刊论文]-干旱区地理 .卢玲.李新.程国栋 黑河流域景观结构分析[期刊论文]-生态学报 .李娜.杨太保 黑河分水后中游地区L UCC监测[期刊论文]-中国沙漠 .马国霞.田玉军 黑河分水后张掖绿洲&生态-经济&系统风险规避研究[期刊论文]-干旱区资源与环境 .张勃.张凯.郝建秀 分水后黑河中游地区土地利用结构优化研究[期刊论文]-水土保持学报 .魏智.金会军.南永超 黑河分水对中下游水环境的影响[期刊论文]-灌溉排水学报 .魏智.金会军.蓝永超 黑河实施分水后中游灌区地下水资源量的变化分析[期刊论文]-冰川冻土 .陈利顶.傅伯杰 黄河三角洲地区人类活动对景观结构的影响--以山东省东营市为例 .李晓兵 国际土地利用-土地覆盖变化的环境影响研究[期刊论文]-地球科学进展 .张勃.毛彦成.柳景峰 黑河中游土地利用/覆盖变化驱动力的定量分析[期刊论文]-干旱区地理 2006(05)相似文献(10条) 1.学位论文 梁帅 上海杭州湾北岸滨海地区景观动态与驱动力研究 2010上海从上世纪80年代以来经济发展迅速,城市化进程快加上人口剧增,使得滨海地区的景观格局已经发生了剧烈的变化。本文基于景观生态学理论 与方法,在3S技术的支持下,通过对1994年、2003年、2007年三个时相的遥感影像图解译,并结合FRAGSTATS3.0软件从宏观上对杭州湾北岸滨海地区的 景观格局演变进行分析,从微观上选择了位于杭州湾北岸的海湾镇和柘林镇进行了乡村聚落景观对比研究,最后利用SPSS13.0统计软件对引起演变的驱 动因子进行定量分析,为当地政府部门规划和管理提供科学依据,对探索景观格局演变朝着人类有利的方向发展具有现实指导意义。本研究主要取得了 以下几方面的结论:&br&   1.在斑块类型水平上五个方面的景观指数分析方面,研究区域的主导景观类型为农田景观,斑块类型面积变化也最为显著,减少了3899.17 hm2;农村 居住景观和农田景观的斑块密度下降的幅度最大,分别减少了,其破碎度呈上升趋势;待开发用地景观和道路景观的LPI值增加的幅度比较大 ,分别上升了1.29和1.34,而滩涂和水体景观LPI值下降的幅度较大,分别下降了4.12和4.24。各个景观类型的PAFRAC值变化幅度都不是很大;水体景观 的IJI值变化幅度最大,上升了24.62,水体景观相邻的景观类型数量增加幅度较大。13年来,水体景观的聚集度变化幅度最大,下降了20.93,逐渐趋于 破碎化。从景观类型水平上的景观指数分析来看,研究区域的景观多样性比较高,并且都是呈上升趋势,并且各个景观类型在景观中的分布越来越均匀 ,景观中没有明显的优势类型。&br&   2.从景观类型转移矩阵分析表明,1994年到2003年,城镇用地景观、待开发用地景观、道路景观、铁路景观、林地景观和工厂景观面积有所增加;农村 居住用地景观、农田景观、水体景观、滩涂景观和鱼塘景观面积有所减少。从2003年到2007年,城镇用地、待开发用地、道路、工厂、林地和铁路这六 类景观类型面积均有不同程度的增加;农村居住用地、农田、水体、滩涂、鱼塘这五类景观类型面积有不同程度的减少。杭州湾北岸的城市化进程中 ,其发展规律为水体景观和农田景观转为待开发用地景观,其后待开发用地景观大部分转变为工厂景观或者其他用地景观。杭州湾北岸景观类型中 ,13年增长最多的为工厂景观(增加3751.51 hm2),减少最多的为农田景观(减少3899.17 hm2),说明杭州湾北岸城市化发展中主要景观类型是从农田景 观向着工厂景观逐步转化。&br&   3.在镇(街道)区景观格局变化特征对比分析方面,13年来,六个镇(街道)的破碎化程度增加。从1994年到2003年,六个镇(街道)的破碎度大幅度增加 ,并且六个镇(街道)中,芦潮港镇的聚集度最高,破碎度最低,而漕泾镇的聚集度从1994年的第四位下降到2003年的最后一位,破碎度有所增加,而从 2003年到2007年,除石化街道外,它其五镇的破碎化程度略有下降,破碎化现象有所缓解。但芦潮港镇的聚集度依然最高,山阳镇的聚集度高于了柘林 镇,说明柘林镇的破碎化程度逐渐高于山阳镇。在景观多样性方面,从1994年到2007年,石化街道呈下降趋势,在六个镇(街道)中下降到最后一位;山 阳镇、漕泾镇、海湾镇呈上升趋势,其中海湾镇超过芦潮港镇,跃居于第一位,景观多样性最高;芦潮港镇先略有下降后大幅上升,总体是呈上升趋势 。&br&   4.海湾镇和柘林镇虽然同属于江南水乡景观,但景观格局又有所不同,主要因为两镇历史发展不同,海湾镇主要以农场为主,河流形状比较平直规整 ,乡村聚落相对集中,聚落规模较大;而柘林镇以传统的农业和水产养殖业为主,河流形状较海湾镇复杂,不规则,乡村聚落比较分散且规模较小,并 且柘林镇的乡村聚落与河流距离较近。因为研究区属于滨海地区的江南水乡,因此大多数人都是选择依水而居,造成大部分乡村聚落都分布在河流附近 。而13年来,两镇乡村聚落离河流的距离越来越远。&br&   5.从对驱动力研究分析来看,在不考虑不合理使用土地或土地浪费的情况下,经济发展和人口增加是研究区域内农田景观面积减少的最重要的两个驱动 力因素。2.学位论文 任丽燕 湿地景观演化的驱动力、效应及分区管制研究——以环杭州湾地区为例 2009湿地(wetland)是人类重要的生存环境和自然界最富生物多样性的生态景观之一。湿地生态系统具有调节气候、调蓄水量,降解污染、保护生物多样 性、提供物质产品、娱乐和科研教育等多项生态、经济和社会功能,是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。保护湿地 对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义。然而,对湿地价值的低估、开垦为其他土地利 用方式产生的经济利益刺激,以及人口持续增长和社会经济快速发展的用地需求压力,导致湿地被大量开发利用,生态系统受到严重威胁。湿地破坏不 仅对全球和区域生态环境造成深刻影响,也给社会经济发展带来极大危害。在湿地数量减少、生态退化的趋势下,深入探讨湿地景观演化的驱动因素 ,充分认识湿地变化产生的生态经济效应,在此基础上寻求湿地保护与开发利用相结合、从空间上协调用地矛盾的方法,对保护湿地资源、促进区域可 持续发展具有重要意义。 环杭州湾地区湿地资源丰富,受到农业围垦与建设占用的威胁,湿地大面积减少,生态环境遭到严重破坏。从社会经济发展的总体趋势来看,未来 农业、工业、交通及城镇、港口建设对土地资源的需求量大,社会经济发展将对湿地保护产生巨大压力。目前,该地区湿地资源调查和保护研究相对滞 后。本文将通过20世纪90年代以来环杭州湾地区湿地资源遥感调查,揭示湿地景观演化的时空特征及驱动力,评价湿地景观变化的生态经济效应,在此 基础上提出湿地保护与开发利用分区方案并制定相应的管制规则,为生态保护和产业发展的用地布局提供依据,为湿地保护研究和管理决策提供借鉴。 论文的研究内容包括: (1)利用研究区1990年、2000年和2005年LandsatTM影像,结合行政区划图、土地利用现状图等资料,在遥感影像预处理的基础上,建立了湿地及其 他土地利用/覆被类型分类系统,用分层分类法提取了土地利用/覆被信息。利用遥感解译数据,运用GIS空间分析方法和动态变化度量模型,从湿地总量 变化趋势到增减变化动态再到各类湿地的转化过程,逐步深入的分析了研究区15年期间湿地的数量变化及其空间特征,并通过景观格局指数计算,分析 了湿地类型和景观水平的景观格局演化特征。 (2)从气候、水文等自然因素以及人口、经济发展、市场化、技术进步和政策等社会经济因素着手,从定性、定量角度分析了环杭州湾地区15年来湿 地景观变化的驱动力,并从地理空间角度探讨了距居民点距离对湿地演化的影响。 (3)以能值理论为基础,根据生态经济系统的能值流状况建立了一系列反映系统生态、经济产出水平的新的能值评价指标。按照能值分析的方法和步 骤,对湿地景观变化涉及的各种生态经济系统分别构建模型。用能值指标评价系统投入产出水平,进而根据研究区年湿地景观转化情况评价了 其生态经济效应。 (4)探讨了湿地保护与开发利用分区含义及其原则、分区类型和标准,利用研究区湿地资源调查资料、城市规划数据和GIS空间分析方法,根据湿地 生态系统保护的要求和社会经济发展对用地需求的迫切程度,将环杭州湾地区湿地分为重点保护区、一般保护区、限制开发区和适度开发区四种类型。 (5)针对湿地保护和开发利用的不同目标,对湿地保护区和开发利用区分别提出了管制规则,并提出了开展湿地调查监测、占用补偿、环境影响评价 和规划,以及统一管理、立法等实施分区管制的保障措施。 论文取得的可能创新性成果有: (1)用遥感手段查清了环杭州湾地区2005年湿地分布现状、年湿地总量变化趋势、动态转化过程、各类湿地的转化及湿地变化的空间特征 、景观格局演化特征,分析了湿地景观演化的自然和人文驱动因素,在环杭州湾地区湿地资源的系统研究方面取得了新的进展。 (2)以能值理论为基础,分别构建了湿地景观变化涉及的各种生态经济系统的能值模型,建立了反映系统生态、经济产出水平的新的能值评价指标体 系,得出年环杭州湾地区湿地景观转化使经济效益增加2.04×1010US$,生态效益减少1.64×108US$,在湿地变化效应的研究方法上有一定 创新性。 (3)提出了协调生态保护和经济发展的湿地保护与开发利用相结合的思路,并通过分区和分区管制实现;研究得出,环杭州湾地区湿地重点保护区面 积约为2.4×104hm2,一般保护区面积约8.4×104hm2,限制开发区和适度开发区分别占总面积的73.7%和12.1%;根据不同区域的保护和开发利用方向 ,提出了分区管制规则和加强湿地调查监测、占用补偿、环境影响评价和规划,以及统一管理、立法等实施分区管制的保障措施,在湿地保护研究思路 和方法上有所创新。3.学位论文 王永军 基于GIS的榆林地区景观变化及驱动力研究 2005本文以榆林地区为例,榆林地区作为干旱半干旱区农牧交错带的典型代表,在自然地理上有独特的空间分布格局,在生态上有显著的脆弱性生境特 征和演化规律,通过对该地区景观格局、动态变化过程与景观变化驱动力的研究,对于该区社会经济的持续发展和我国类似地区的相关研究乃至全国和 全球的土地利用(景观)变化研究都有重要的意义。采用陕西省1982年和1998年两期土地利用图(1:500,000)截取榆林地区的部分,同时借助相关地形图 和野外实地调查资料,利用地理信息系统软件ArcView3.2和Arc/Info7.1,进行处理和分析,得到该区域1982年和1998年景观分类结果图。把景观分类结 果输入FragStats软件,计算景观格局指数;应用ArcView3.2和Excel等软件,建立景观类型的初始转移概率矩阵,利用VisualBasic编程,预测不同步长 的类型转移概率矩阵和稳定状态下的景观组成,以此来反映该区景观结构的动态变化。随后,利用该区近20年的社会经济统计资料,运用SPSS统计分析 软件,用主成分分析法和多元回归法,定量分析了该区土地变化的驱动力,确立了人文因素特别是人口增加是其土地利用变化的主要驱动力。主要结论 如下: 1、1982年~1998年间,景观格局变化特征:草地和林地的面积显著增加,面积减少最大的是沙地。破碎化程度仍然较为严重,景观形状趋于复杂 ,多样性和均匀度有所降低,但幅度不大。1982年至1998年间,景观类型转化:灌溉水田、旱地、园地、林地、水体、盐碱地、沙地、裸土岩地主要向 草地转变;水浇地、草地主要向旱地转变;居民地的增加主要来自旱地;工矿用地的主要增加来自盐碱地。这些变化表明由于生态示范区以及山川秀美 工程的实施,政府的强制实行的“退耕还林(草)”、“防治沙漠化”的政策已经发挥很大的作用,使得整个地区的景观结构及生态功能得到优化与改进 。 2、景观动态变化预测:Markov预测表明,榆林地区2010年后景观变化的趋势是:水体、沙地、裸土岩地在逐年减少,其它用地都在逐年增加。当景 观的变化达到相对稳定状态的时候,园地、林地、居工地略有增加。因此,从总体上说,该区目前的政策还是比较合理,整体趋势趋于良好。 3、景观动态变化的驱动因素,从自然因素和人为因素两个方面对景观动态变化的驱动力进行了分析,指出人为因素,自然因素、政策因素和经济杠 杆的调节作用是景观格局变化的最活跃、最主要的驱动力。同时利用多年的统计资料,进行主成分分析和多元回归分析都显示出人类活动是其土地变化 的最主要驱动力。4.期刊论文 钟来元.郝晋珉.ZHONG Lai-yuan.HAO Jin-min 粤西低山丘陵区景观演变及其驱动力研究--以高州市新 垌镇为例 -湖南师范大学自然科学学报)以新垌镇为例,运用景观生态学的基本理论与方法,在地理信息系统的支持下,对粤西低山丘陵区景观演变及其驱动力进行了研究.结果表明:20年问新 垌镇景观格局发生了显著变化,景观总斑块数减少,均匀度升高,优势度降低,分离度降低,破碎度降低;景观组分的转移趋势是由耕地、林地向园地、居民 点及工矿用地转移;景观演变的驱动力主要是人口因素、技术因素、政策因素等.5.学位论文 崔步礼 库布齐沙漠典型地区景观变化及驱动力分析 2007 景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题。本文以库布齐沙漠地区的树林召、王爱召、白泥井和吉格斯泰4个乡镇为例,分析了其景观格局与 动态变化过程,并对其景观变化的驱动机制进行了探讨,旨在为当地景观规划预案提供数据基础,为当地经济可持续发展提供空间决策依据和理论基础 。 本文采用达拉特旗地区1987年、1995年、2003年三期Landsat-TM遥感影像,首先在遥感处理软件ERDAS8.6中进行几何校正,根据野外调查及相关土 地利用图、地形图建立解译标志,利用地理信息系统软件ArcView3.2对影像进行人机交互解译;在Arclnfo9.0、Erdas8.6等图像处理软件的支持下,对 解译数据进行拓扑、属性引导、剪切、投影转换、矢量向栅格数据转换等,最后得到研究区1987年、1995年和2003年各类景观的栅格数据,将景观分类 结果输入软件Fragstats3.3计算景观格局指数:应用Erdaa8.6,Arclnfo9.0和ArcView3.2等软件,建立景观类型的年、年、年转移矩阵,并定量分析各种景观类型重心的迁移方向及距离,以此来反映研究区景观结构的动态变化。随后,选取人为与自然因素进行了景观变 化的驱动因素分析。结果表明:人为因素,特别是人口增加是景观格局变化的最主要驱动力。主要结论如下: 1、年间,整个研究区斑块破碎化程度降低,景观格局趋向于简单,各种类型的斑块在景观中分布较适宜,景观趋于均质。其中,耕地面 积增加,并在景观中分布趋向于均匀;固定沙丘面积增加,但斑块形状趋于复杂;半固定沙丘、流动沙丘、草甸和河漫滩等4种景观类型面积减少,在景 观中呈分散破碎化发展;河床集中或变宽,形状趋于复杂;林地和湿地呈现持续扩张的空间集中化发展,斑块形状趋于简单化;居民地呈扩张并集中化 的趋势,在景观中分布不均匀;水体在景观中破碎化程度较高,但斑块形状趋于简单。 2、景观类型之间的转化上看,固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘、草甸和河漫滩为主要转出类型,居民地、耕地、湿地主要为转入类型。主要转向 有:固定沙丘转向耕地和林地;半固定沙丘和流动沙丘转向固定沙丘;草甸主要转向固定沙丘和半固定沙丘;耕地和林地主要转向居民地;河漫滩主要 转向耕地。 3、景观类型的中心转移上,景观面积和平均斑块面积较大的景观类型重心移动幅度均较小,景观面积和平均斑块面积较小的景观类型重心移动幅度 均较大。如耕地、固定沙丘、半固定沙丘等景观面积较大,景观百分比大于15%,移动幅度不超于6km;河漫滩、林地、湿地等景观面积较小,景观百分 比小于2.5%,移动幅度大于15km。这表明,面积小的景观容易受到人为及自然因素的影响而产生或消失,从而使得其景观类型的重心也随之变迁。同时 ,固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种类型的重心向南移动,说明研究区内流动沙丘面积减少,沙漠化土地面积减少,沙漠化程度降低。 4、主成分分析表明,前三个主分量对景观变化的影响较大,贡献率分别为53.982%、22.2%、11.164%。其中,总人口数、GDP对第一主分量贡献 最大,载荷量变化在0.919~0.946之间;相对湿度、年降水量对第二主成分的贡献最大,载荷量变化在0.833~0.886之间;第三主成分的载荷量来看 ,各因子的载荷量均较小。由此得出研究区景观变化的主要驱动力包括人口增长和气候变化。进而结合研究区景观变化过程及驱动力作用机制,提出研 究区土地利用优化策略。6.学位论文 付军 基于遥感的海岛景观时空变化及驱动力分析——以长岛南五岛为例 2007本文选取长岛南五岛为研究区域,利用航空CCD影像和Lidar。数据,对海岛景观进行了多尺度空间分析及动态变化研究,在此基础上,初步探讨了 海岛景观格局的形成机制。具体内容包括: (1)分析了海岛的区域生态特点及景观表现,在此基础上建立了海岛景观分类系统。确定了不同尺度的景观研究范围,其中群岛尺度的近海海域,以 海岛外缘线向外延伸3海里作为边界。该范围覆盖海-陆-人相互作用最为强烈的区域,并保证了海岛生态系统的完整性和管理上的可操作性。 (2)针对航空CCD影像和Lidar数据的特点,以及海岛的景观生态特殊性,提出了一套适合海岛的景观分类方法。核心技术为基于面向对象和空间信息 的岛陆景观分类方法,该方法克服了传统基于像素分类方法的缺陷,实现了高分辨率遥感影像的高质量自动分类;对于受地形严格控制的海岛景观,空 间信息的加入,使得分类精度有了很大的提高。 (3)在海岛和群岛两个尺度上对海岛景观进行了空间分析,在此基础上建立了模拟海岛景观分布的逻辑斯蒂回归模型。该模型可以较好的模拟海岛主 要景观类型的分布格局。相对于人工景观,模型对自然景观分布的模拟效果相对更好。利用南长岛回归得到的海岛景观分布模型,在北长山岛也得到了 很好的模拟验证。这从空间上证明了自然本底状况在大尺度上对景观的空间分布方向和结构起着决定作用。 (4)选择南五岛人类开发利用活动较为剧烈的时期年,开展了景观格局动态变化分析。利用四期遥感影像,选择最主要的三种景观类型 ——林地、居民点和农用地开展了景观动态变化及驱动力研究。研究发现,人为因素是导致南五岛景观面积变化的直接驱动力,其中的政策和经济因素 又是最主要的驱动因子,如退耕还林政策,旅游兴岛等政策对海岛景观格局的变化起着重要作用。 综合前面的研究结果,我们可以得出以下结论:自然本底状况在大尺度上决定景观类型的分布方向,而人类活动在较小尺度上决定景观类型的数量 。7.期刊论文 蒙吉军.李正国 河西走廊景观类型变化的社会经济驱动力研究 -中国沙漠)利用年两个时期的Landsat 5 的4、3、2(RGB)波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分 类系统,对河西走廊近5年来景观动态变化的驱动力进行了研究.为判断出区域景观类型变化趋势,研究从区域背景变化格局分析入手,对区域内部变化斑块 的几何特征、变化数目及与GDP的对应关系进行统计分析,得出河西走廊景观变化和社会经济发展具有较高的时空相关性,进而用典型相关分析方法来推导 了斑块变化的内在社会经济驱动力.结果表明:①引起耕地斑块转出的因子是农牧投入-产出的增加,水域斑块转出直接与渔业产值有关,未利用地斑块转出 与农业机械的使用和播种面积增加相关,林地斑块转出的因子是农业产量和工业产值的变化,城建斑块转出与农民收入低、城市化水平有关;城镇用地斑块 转入是工业产值增加的结果,草地、林地斑块转入的因子是农业投入的增加,耕地斑块转入与农民收入增加有关,水域斑块转入直接因子是渔业产值增加 .②结合驱动力类型分析,耕地面积变化主要是最优经济福利及粮食安全驱动作用下的结果;草地、林地被开垦,耕地增加主要是生存型经济福利驱动的结 果,最优经济福利驱动有时也起到一定的作用;城镇用地增加主要是最优经济福利驱动的结果;在生态环境脆弱及其外部影响强烈的地区,林地被恢复重建 和一些未利用地被充分利用,主要是环境安全驱动作用的结果.8.学位论文 赵锐锋 塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程及其驱动力研究 2009近几十年来,随着人口的急剧增长和科学技术水平的提高,人类的活动以空前的速度、幅度和空间规模改变着陆地环境,促使土地利用/覆被格局产 生了深刻变化,由此引发了一系列环境问题。塔里木河干流区地处我国干旱少雨的西部地区,人类活动的不断加剧及水土资源的无序过度开发和低效利 用,使得干流区的整体生态环境十分恶劣,己成为制约绿洲生态稳定和社会经济可持续发展的主要障碍,并直接影响到我国西部开发的战略问题。 &br&   本研究以塔里木河干流区为研究对象,在遥感和GIS技术的支持下,应用地理学、景观生态学、统计学、数学等学科的理论和方法,研究塔里木河干流 区土地利用/覆被空间动态变化过程及景观格局的响应,揭示土地利用格局演变的机制和规律,探讨驱动土地利用变化的主要因素和驱动机制,并在此基 础上,对该区土地利用/覆被变化的生态环境效应进行分析,最后提出塔里木河干流区水土资源可持续利用的对策和措施。主要研究结论如下:&br&   1、在过去的30多年里,塔里木河干流区的土地利用/覆被发生了显著的变化,表现为耕地和居工地的大幅度扩张,并伴随着林地、草地和湿地的大面积 丧失和未利用地的增加;近15年塔里木河干流区的土地利用程度不断加大,特别是年更是明显;土地利用的变化速度经历了一个“显著变化 .缓慢变化.显著变化.急剧变化”的U字型变化过程。在空间变化上,耕地、林地、草地和湿地的重心由下游向上中游方向移动,而居工地和未利用地的 重心则由上游向中游方向移动。&br&   2、塔里木河干流区的景观格局也发生了显著的变化,在斑块类型水平上,耕地和居工地景观比例持续增加,斑块连片分布,林地、草地和湿地的景观 比例减少,破碎化程度加大,未利用地景观比例总体上增加,斑块形状简单化和破碎化;在景观水平上,景观多样性和景观均匀度增加,景观优势度降 低,景观破碎度增大,优势景观类型草地和未利用地对整个景观的控制作用降低,景观破碎化程度加大。&br&   3、塔里木河干流区海拔高度、坡度、地貌、土壤条件、水源状况和气候条件等自然因素对于土地利用/覆被格局的形成具有决定性的作用,在长时间尺 度上控制着土地利用/覆被变化的方向和趋势。但在短时期内,除地貌和距河道距离对土地利用/覆被变化有一定的影响外,其他自然因素对干流区土地 利用/覆被变化的影响较小。在地势较为平坦且距离河道较近的河漫滩和平原区,土地利用/覆被变化较为剧烈,而且变化首先在这些区域开始,随着可 开垦土地资源的短缺,土地利用变化开始向地貌较为复杂且距离河道较远的区域发展。驱动干流区土地利用/覆被变化的主要因子是人口及经济发展因素 、产业结构和政策因素及人类干扰强度,其中,人口增长和经济发展因素是塔里木河干流土地利用/覆被变化的最直接驱动力。&br&   4、塔里木河干流区土地利用/覆被变化的生态环境效应主要表现为:①耕地和居工地等人工景观所占的比例增加,部分地区的自然景观被人工景观所取 代,同时,景观多样性和破碎度逐渐增加,优势度逐渐降低,空间异质性增加,景观的边缘效应显著;②下游来水量减小,地下水位下降,水质沿程逐 年恶化,同时改变了水量的年内分配,造成冬季和春季严重缺水;③土地利用/覆被变化改变了土壤的理化性质,一方面,土地的开垦和耕作降低了土壤 盐分,另一方面,土地退化造成土壤容重增加,养分下降,有机质含量下降,碱性明显增强;④另外,土地利用/覆被变化引起荒漠河岸林减少,草场退 化,土壤盐渍化和土地荒漠化加剧,湿地面积锐减,生物多样性降低,生态环境恶化。&br&   5、提出塔里木河干流区水土资源可持续发展的对策与建议为:①控制人口数量,减轻环境压力;②加强水土资源调控手段和规划管理,落实土地资源 可持续利用政策;⑨以保护策略为主,逐步恢复和重建受损的生态系统;④加强生态用地保护,建立环境友好型水土资源利用模式;⑤加强生态环境投 入,切实实施生态环境保护和建设;⑥大力宣传环境保护和可持续发展,共同保护生存环境。&br&   该研究不仅可以为塔里木河干流区受损生态系统的恢复和水土资源可持续利用提供理论参考,而且对改善区域生态环境、维护社会稳定、保障国家安全 、实现西部大开发宏伟战略目标具有重大的现实意义。&br&9.期刊论文 邹秀萍.齐清文.姜莉莉.李晋.ZOU Xiuping.QI Qingwen.JIANG Lili.LI Jin 怒江流域林地景观演变过 程及其驱动力研究 -地理科学进展)怒江流域地处中国云南的边境,是全球生物多样性和生态景观保护的重要地域,但由于人口的增加,粮食需求的扩大及城市的扩展,流域林地生态系统 面临着强烈的人类干扰.文中使用中国资源环境数据库中,用LandsetTM解译获取的怒江流域00年1:10万土地利用/覆被数据,在GIS空间分析 基础上,通过建立动态度和变化转移概率矩阵,系统地研究了怒江流域林地与其他土地覆被类型之间以及不同林地类行之间的动态变化规律及其空间格局 特征,并对造成变化的驱动力因子进行了定性分析.10.学位论文 李怡然 城市边缘区淡水渔业景观——以湖北省钟祥市莫愁湖滨湖区为例 2009我国目前正处于快速城市化阶段,在城市用地的大规模扩张和土地利用方式的剧烈变化下,城市边缘区成为了土地利用矛盾最尖锐的区域。淡水渔 业景观作为一种重要的农业景观,是经过长期经验积累而形成的可持续的土地利用方式,既满足人类生存与生活需求,又维护了自然生命过程,是和谐 人地关系的典范,是一种“生存的艺术”。但在我国的城市化进程中,它没有得到应有的重视,大量优质的渔业景观被城市建设用地侵占。&br&   本文以位于湖北省钟祥市城市边缘区的莫愁湖滨湖区为例,在深入调查和分析场地特点与价值的基础上,对淡水渔业景观的改变及其驱动力进行深入研 究,随后探讨其在城市中的应用途径及随之产生的变化,为其在城市中的应用提供参考与依据。同时指出在强调人与自然和谐发展的今天,城市发展应 该更多地从适应场地自然条件出发,以更好地解决人地关系问题。&br&   研究主要得到以下结论:&br&   (1)淡水渔业景观的变化受到多种驱动力的影响,包括城市化的影响、渔业发展的影响、政策影响和公众影响等;&br&   (2)淡水渔业景观在城市中应用后生态系统服务价值显著提高,因此它在城市化进程中不应消亡和破坏,而应妥善的保护和利用;&br&   (3)融入城市绿地系统是淡水渔业景观在城市中应用的良好途径。它具有城市绿地所不具备的提供水产品,蓄积水资源,调蓄洪水等功能,并且具有多 样的娱乐游憩价值和极高的乡土价值。本文链接:.cn/Periodical_stxb.aspx 授权使用:浙江大学(wfzjdx),授权号:b-47f2-a00efc738 下载时间:日
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