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随着中国城市化建设的快速推进,城市蔓延式增长和生态空间持续性萎缩成为普遍的现象,以地表硬化为主要特征的城市景观格局变化得到广泛关注,而景观扩张指数(Landscape Expansion Index, LEI)是测度这一现象的重要工具。但在新型城镇化背景下,由于大城市空间结构调整优化以及城市绿化率的提高,硬化地景观的收缩与消亡已成为城市景观演变的另一重要形式,因此亟需新的有效手段来刻画城市发展的新特征。在此背景下,本文在LEI指数的基础上,提出景观演化特征指数(Landscape Evolution Characteristic Index, LECI),尝试综合描述城镇化过程中硬化地景观斑块扩张与收缩的动态特征;并基于邻域特征计算的景观演化特征指数,包括景观演化模式识别指数(Landscape Evolution Pattern Index, LEPI)和景观演化规模指数(Landscape Evolution Area Index, LEAI),协同分析两个或多个时相景观格局演变过程中的斑块新生与消亡。本文将LECI指数应用于武汉都市发展区1990-2010年期间的城市硬化地景观演变过程中,与基于最小包围盒的景观扩张指数(LEI)对比分析,结果表明：①LEPI能准确识别不同规模和形状斑块的空间扩张模式,LEAI能够较好反映斑块扩张强度并表征景观扩张方向;②LEPI能有效识别城市景观演变中消亡斑块的湮灭模式,研究区内硬化地景观消亡现象明显加剧,可能与政府加强城市内部改造及绿化建设有关;③LECI指数变化分析发现,武汉都市发展区研究期内的城市景观扩张强度有所放缓,飞地式和边缘式空间增长构成斑块演变的主体,城市硬化地景观扩张模式在空间上呈现明显的梯度分异规律,随距主城区的远近呈现填充式/包围式、边缘式/邻接式到飞地式/孤立式的演替。 相似文献
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土地利用分类对景观格局指数的影响 总被引：54，自引：1，他引：53
基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类：① 第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系 (对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系) 来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;② 第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段 (或阶梯形) 变化,存在多种可能 (S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③ 第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。 相似文献
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基于3S技术的内蒙古乌审旗景观格局研究 总被引：4，自引：2，他引：2
以乌审旗2005年30 m分辨率的TM遥感影像为基本数据源,在ArcView和ArcMap支持下,得到乌审旗景观分布格局图,并对景观单元特征指数、斑块形状指数、斑块数破碎化指数、斑块分维数、景观异质性指数进行统计分析。结果表明,在乌审旗21 495个景观斑块中,斑块数目最多的为沙地景观,共有10 357块;总面积最大的也是沙地,为6.28×109m2;水域景观总面积最小,仅为5.36×107m2;平均面积最大的是工矿用地,为4.26×106m2;景观斑块密度最大的是耕地。各类斑块形状均较复杂,近圆度极小,居民点由于受到人为规划的影响呈现明显的几何形状特点,故景观形状指数最小;随着人类干扰强度的增加,从自然景观、半自然景观到人工景观,多样性指数、破碎化指数均依次减小,景观多样性指数沙地最高、工矿用地最低;居民点的优势度指数最高,其均匀度指数最低;整个研究区各景观分数维值均小于1.4,景观的自相似程度比较高。 相似文献
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ZHANGShu-Qing ZHANGJun-Yan LIFang 《湿地科学》2004,2(3):161-170
Landscape indices are popular for the quantification of landscape pattern. But all landscape indices being used so far are scalar quantity, which measure patterns without considering sufficiently the pattern size and the directionality together. Based on planar characteristics defined in mechanics such as centroid, moment of inertia, product of inertia, principal axes and so on, vector analysis theory on landscape pattern (VATLP) is explored here. Firstly we establish a coordinate system of centroidal principal axes (CSCPA) of a patch or patches. Some related new indices including those describing the direction of pattern distribution (patch orientation (PO), vectorial patch orientation (VPO)), and those indicating the shape of patch‘s equivalent ellipse (major axis (MJA), minor axis (M1A) and eccentric rate (ER)) are deduced. These landscape metrics are then applied to the pattern analysis of Sanjiang plain marsh, the study area. Two temporal vector-based data sets of the study area come from interpretation of remote sensing images M SS (1980) and T M (2000). The application of the theory captures some shape properties of riparian wetland in Sanjiang plain marsh. The dissymmetrieal featires of Sanjiang plain marsh around principal axes due to agricultural development could also be explained. 相似文献
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巩义市农村居民点空间格局演变及其影响因素 总被引：35，自引：2，他引：33
综合运用GIS 技术、景观指数定量分析方法以及空间统计方法,分析河南省巩义市1990-2010 年农村居民点规模结构、空间分布、形态结构的演变特征,探索地形因素、区位因素以及社会经济因素对农村居民点发展变化的影响。结果表明：在快速城镇化背景下,巩义市农村居民点规模扩张明显,集约用地程度较低;居民点斑块形态趋于规则,规划管理效果已开始有初步体现;聚落斑块空间分布聚集特征明显,呈现大斑块低密度分布与小斑块高密度分布格局;但巩义市农村聚落近20 年来整体空间格局变化不大,只是局部集中趋势进一步增加,不仅在平原与丘陵地区具有集中趋势,在其之外的经济快速发展地区的集中趋势亦较为明显。居住空间格局变化与自然条件有关,但在时间与空间的微观层面上区位条件、社会经济因素具有更大的影响。本文对农村居民点的空间布局调整具有一定的政策指导意义。 相似文献
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内陆河小流域综合治理对景观格局的影响——以童子坝河流域为例 总被引：3，自引：1，他引：2
以1987年、2000年、2008年3期Landsat TM影像为信息源,在GIS 技术和景观分析软件Fragstats3.3支持下,获得了民乐县童子坝河流域研究区不同时期的景观类型信息和描述景观格局特征的8个景观指数数据,利用这些数据分析了实施综合治理前后流域景观格局的变化。结果表明:①在类型水平上,各种草地景观类型的斑块呈现边缘整齐、形状规则的特点,斑块的破碎化程度减小,聚合度增加;特别是高覆盖度草地的斑块数目、平均斑块面积都呈增加趋势,斑块边界形状变得连续、规则,显现出人为干扰的痕迹;河床、河漫滩景观的斑块数目减少,斑块边界形状趋于规整,贯穿连通性增强\.②在景观水平上,景观空间格局规整有序,景观多样性提高,异质性增加,破碎化程度减小,空间连接性增强,以高覆盖度草地为主的景观优势显著体现出来。③综合治理措施实施对童子坝河流域景观格局的影响是积极有效的,这可为内陆河小流域继续开展生态环境建设提供科学依据。 相似文献
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土地利用空间格局的图形信息表达初步研究 总被引：15，自引：1，他引：15
土地利用表现为在自然要素和人类活动的综合作用下的一系列异质性的图形。不同的土地利用空间格局的地学形成机制、生态功能、演化方向和对环境的影响各不相同,其空间图形也千差万别。运用景观生态学原理、地理图形信息理论,以位于中国北方农牧交错带的吉林省前郭县作为研究区,在GIS的支持下,归纳、抽象了各主要土地利用类型斑块形状及其描述参数,探讨了土地利用空间格局和空间分布的表达方法(VCM曲线),实现了土地利用空间格局图形的数量化描述和分析。其结果为从图形信息机理的角度研究土地利用格局的地学形成机制及生态功能、时空演化等方面奠定了基础 相似文献
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In many arid ecosystems, vegetation frequently occurs in high-cover patches interspersed in a matrix of low plant cover. However, theoretical explanations for shrub patch pattern dynamics along climate gradients remain unclear on a large scale. This context aimed to assess the variance of the Reaumuria soongorica patch structure along the precipitation gradient and the factors that affect patch structure formation in the middle and lower Heihe River Basin (HRB). Field investigations on vegetation patterns and heterogeneity in soil properties were conducted during 2014 and 2015. The results showed that patch height, size and plant-to-patch distance were smaller in high precipitation habitats than in low precipitation sites. Climate, soil and vegetation explained 82.5% of the variance in patch structure. Spatially, R. soongorica shifted from a clumped to a random pattern on the landscape towards the MAP gradient, and heterogeneity in the surface soil properties (the ratio of biological soil crust (BSC) to bare gravels (BG)) determined the R. soongorica population distribution pattern in the middle and lower HRB. A conceptual model, which integrated water availability and plant facilitation and competition effects, was revealed that R. soongorica changed from a flexible water use strategy in high precipitation regions to a consistent water use strategy in low precipitation areas. Our study provides a comprehensive quantification of the variance in shrub patch structure along a precipitation gradient and may improve our understanding of vegetation pattern dynamics in the Gobi Desert under future climate change.
相似文献9.
分形理论在研究不规则几何图形方面优越性显著。作者运用分形理论和景观生态学原理,在讨论了玛纳斯河流域土壤类型分布格局的基础上,对土壤图斑面积与斑块形状指数的标度-频度关系进行了定量分析。主要结果是:①玛纳斯河流域土壤类型多样性指数为2.834,最大斑块指数为8.885。两种景观指数值都较大,说明虽然流域内土壤类型的丰富度较高,但其土壤斑块却由少数几种土壤类型所控制。②玛纳斯河流域土壤斑块面积与斑块形状指数标度-频度双对数回归分析的相关系数均大于95%,其相关关系显著。③玛纳斯河流域土壤斑块面积与斑块形状指数的标度-频度分形关系是客观存在的,并不受统计所选的标度影响,具有标度不变性。 相似文献
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荒漠绿洲交错区景观稳定性与维持机制 总被引：1，自引：0，他引：1
景观稳定性与维持机制是景观生态学理论的重要基础。由于人类活动干扰和景观斑块自然属性及资源条件约束，荒漠绿洲交错区景观稳定性研究成为干旱区生态学研究热点。选取描述景观斑块大小（MPA）、数量（PD）、大斑块优势度（LPI）和斑块空间关系（ENN）等4个指数，采用统计学中的变异系数和景观稳定性指数分析了荒漠绿洲交错区不同景观水平稳定性。从景观指数稳定性来看，无论是景观或斑块类型水平，斑块间平均距离指数稳定性最高，平均斑块面积指数次之，斑块密度指数居第三，大斑块优势度指数最低。景观与斑块类型水平比较而言，景观尺度同类指数稳定性都高于斑块类型尺度。从景观稳定性时间尺度依赖特征来看，线性趋势分析表明景观水平尺度依赖特征达到了显著水平（P=0.003），低于斑块类型水平的沙质荒漠（P<0.001）与砾质荒漠（P<0.001）。从景观稳定性维持机制来看，Pearson相关分析显示人类活动导致的绿洲化和地下水埋深是影响荒漠绿洲交错区景观稳定性的主要原因（双侧检查都为P<0.01）；沙漠化过程（0.01 < P < 0.05）和相邻斑块属性等自然现状是次要原因。 相似文献
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广州市城市植被景观多样性分析 总被引：10，自引：0，他引：10
城市植被是城市的绿色生命线,对改善和美化城市景观生态环境起着重要的作用。言路在分析广州市植被景观现状的基础之上,应用景观生态学原理,结合具体情况和考虑研究的可操作性,选取多样性指数、优势度、分离度和破碎度四个指标,从景观的类型多术性、格局多样性和斑块多样性三个方面,对广州市城市植被景观进行多样性分析。结果表明,随着人类活动的加强,城市植被景观类型多样性降低,景观类型趋于单一;景观斑块多样性增大,嵌 相似文献
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古尔班通古特沙漠生物结皮占该沙漠总面积的30%左右,苔藓结皮是其中的优势者,在防风固沙、捕获隐匿降水和水土保持方面发挥着重要的生态作用。自然状态下,该沙漠苔藓结皮多以镶嵌式或纯群状斑块分布,本文从斑块尺度出发,以斑块面积为指标,分析了该沙漠藓类结皮斑块的分布格局和特征。结果表明:（1）在调查的7 372个藓类结皮斑块中,有6 930个斑块的面积在100 cm2以内,占总斑块数目的94%,面积在100 cm2以上的斑块约为442个,占总斑块数的6%。（2）本研究共调查了143 223 cm2苔藓结皮,其中100 cm2以下的小斑块面积约为57 289 cm2,占总调查面积的40%;其次是大小在100~200 cm2的斑块,面积约为32 941 cm2,占总调查面积的23%;大小在200 cm2以上的斑块面积约为50 128 cm2,占总面积的35%。面积较大的斑块主要分布在沙漠东南部,西北部藓类结皮斑块面积较小,这一变化特征与苔藓结皮在区域尺度的优势发育区一致。（3）藓类结皮斑块面积大小与粒径在0.2 mm以下的土壤含量正相关,大粒径的土壤不利于藓类结皮形成较大的斑块。（4）藓类结皮斑块面积与主要灌丛盖度呈微弱负相关,与土壤有机质、全氮、速效钾、可溶性钙含量显著正相关,这与区域尺度的报道一致。 相似文献
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以遥感影像和野外调查为数据源,3S为技术手段,对1993-2009年间贵州省黔东南苗族侗族自治州景观空间格局进行动态分析和综合研究.结果表明:研究时段内黔东南州景观斑块数量增加,平均斑块面积减小,景观结构破碎化整体上有增加的趋势,主要表现为多样性指数、分维数增大,聚集度、均匀度减小,在空间分布和景观类型上局部变化不同于整体的表现;自然地理条件、人口增长、政府政策是导致景观格局变化及其区域差异的主要驱动因素;随着经济发展、农田开发等人类干扰的不断增加,生态环境保护与经济开发之间的矛盾将会逐渐突出. 相似文献
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北方土石山区土壤侵蚀强度垂直景观格局——以沂蒙山区为例 总被引：6，自引：0，他引：6
以具北方土石山区典型特征的沂蒙山区为例,在分析土壤侵蚀过程的基础上,选取具生态学意义的侵蚀强度景观格局指数,从垂直维度上分析侵蚀景观格局变化特征。结果表明:土壤侵蚀景观格局具有显著垂直分带性。50~200带为低侵蚀稳定区,人类活动影响大,缀块成片分布,连通性强,形状较规则;400~800带为高侵蚀稳定区,自然因素起主导作用,缀块密度大且分散,形状较复杂;200~400带为侵蚀景观急剧变化区,侵蚀程度随高程增加而增大,自然因素作用增强。微度与轻度侵蚀景观、强烈与极强烈侵蚀景观具相同垂直变化趋势,此两组侵蚀景观变化趋势的差异主要分布于低于300带和高于500带处;中度侵蚀景观变化趋势可视为前两组侵蚀景观变化趋势的过渡。 相似文献
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In this study the spatial patterns and dynamics of vegetation patches along a grazing gradient in the steppe ofLarrea divaricataandStipaspp. in NE Patagonia (Argentina) are described. A general effect of grazing is the reduction of total plant cover resulting from the decrease in cover of perennial grasses (Stipa speciosa, Poa ligularis, Stipa tenuis) and some tall shrubs (Chuquiraga hystrix, Bougainvillea spinosa, Lycium chilense). Dwarf shrubs (Nassauvia fueguianaandJunellia seriphioides) increase their cover under medium and/or high grazing pressures. Plant species are spatially grouped into patches which alternate with areas of bare soil. Eleven types of vegetation patch differing in the dominant plant functional type or species, floristic richness and size were identified with different relative frequency along the grazing gradient. Based on these results, it is postulated that grazing forces the replacement of large patches dominated by tall shrubs with high species richness, byLarrea divaricatapatches or small dwarf shrub patches with low species richness and the extinction of grass patches. This results from: (1) disruption of local balances of species deletions and additions; (2) fragmentation of large patches; and (3) formation of new vegetation patches. These changes lead to differing plant spatial organization and heterogeneity along the grazing gradient which may be described by characteristic arrays of vegetation patches. 相似文献
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三江平原抚远县景观格局变化研究 总被引：2，自引：0，他引：2
基于RS和GIS技术,应用集成地形图与遥感影像(MSS和TM)数据,获得抚远县6期景观类型图;通过计算各景观类型的相对变化率、转入和转出贡献率,应用景观格局分析方法,对1954~2005年三江平原抚远县湿地农田化过程进行分析。结果表明,1986年以后,耕地成为抚远县面积最大的景观类型;1954~2005年,各景观类型中耕地的相对变化率最大,1995~2000年间其相对变化率达到10.50;湿地的相对变化率在1976~1986年最大,为1.31%,湿地转出变为耕地的贡献率较大,这主要是湿地大面积被开垦为耕地的结果。景观指数在过去50多年间都发生了明显变化,最大景观形状指数(LSI)出现在1995年,为36.99;最大Shannon多样性指数(SH-DI)出现在1986年,为1.45;最大斑块聚集度指数(CONTAG)和斑块指数(LPI)出现在2005年,分别为64.14和53.35;最大斑块周长—面积分维数(PAFRAC)出现在1954年,为1.54。大规模农业开发与景观指数变化规律存在密切关系。 相似文献
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科尔沁沙地水域景观格局的时空动态——以奈曼旗为例 总被引：3，自引：0，他引：3
对位于科尔沁沙地腹地的奈曼旗近30 a来土地利用/覆被信息中水域类型的景观格局指数进行了时空组合分析。结果表明,大尺度研究区（8 135.15 km2）1975-1985年水体与湿地斑块的类型面积和数量增加,形状趋于复杂;1985-2005年斑块类型面积和数量大幅减少,形状趋于简单;中尺度研究区（892.74 km2）水体与湿地斑块的类型面积在波动中减小,湿地斑块数量减少和形状简单化的转折期相对较短且滞后于水体。小尺度研究区（110.42 km2）集中了人畜以及上游活动的干扰,水体与湿地斑块仅在个别时期出现,难以连续存在。在各尺度研究区内,河漫滩斑块类型面积变化趋势各异,数量和形状复杂程度都相对稳定;且随着研究区增大形状更加不规则。水域类型的景观格局虽然在不同时空上的动态过程存在差异性,但其发展方向具有相同趋势,发展过程受到气候波动和人类活动干扰的共同影响。 相似文献
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Spatial contiguity is an important and fundamental landscape property in land allocation, habitat design, and forest management. The agreed upon notion of contiguity in the literature suggests shapelessness. However, existing approaches for measuring/promoting contiguity use proxies that either favour a particular shape or ignore inter‐patch relationships in fragmented landscapes. We propose an unbiased relative measure of contiguity ranging from zero to one based on graph theory and spatial interaction. The new measure reflects intra‐patch and inter‐patch relationships by quantifying contiguity within patches and potential contiguity among patches. Empirical analysis suggests that this measure of contiguity is reliable, consistent, and insensitive to sub‐region shape. 相似文献
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干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性，植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型，自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论，以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮层土壤为研究对象，将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层，通过对土壤的理化性质、酶活性、微生物生物量及微生物群落碳源利用等16项指标进行分析，利用灰色关联度分析法定量分析了藓类结皮斑块3个圈层的土壤肥力，并进行综合排序。结果表明：（1）藓类结皮斑块边缘圈层的土壤有机质、全氮、全钾、脲酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳氮、平均吸光值（AWCD）均显著低于内部两个圈层，全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶活性均不受边缘效应的影响，在3个圈层无显著差异。同时，土壤各项指标在斑块内部两个圈层均无显著差异。（2）藓类结皮斑块3个圈层土壤肥力的关联度值依次为中心圈层（0.65） > 中间圈层（0.59） > 边缘圈层（0.47），藓类结皮斑块结皮层的土壤肥力从中心至边缘逐渐降低。藓类结皮斑块状分布显著影响土壤肥力，导致土壤肥力空间异质性程度增大，从而可能影响荒漠植物群落，尤其是草本植物群落的空间分布格局。 相似文献