露天煤矿区土地损毁与复垦景观指数分析

露天煤矿区的资源开发会导致土地损毁和景观格局破坏,损毁土地的复垦规划和实施也应该考虑景观生态的保护。景观指数作为定量化研究景观格局的手段之一,其本身具有明显的尺度依赖性并存在生态学意义的重叠,因而针对矿区土地损毁与复垦过程进行景观指数尺度效应分析及代表性景观指数筛选是一个重要前提。本文以北方农牧交错生态脆弱区魏家峁露天煤矿区为例,应用景观生态学和传统统计学方法,分析了矿区开采前、开采结束和完全复垦3个阶段的13种格局水平景观指数的粒度效应,筛选了能够反映矿区开采损毁、复垦对景观格局产生影响的10个代表性景观指数。结果表明:除斑块丰富度密度指数外,其余12种景观指数表现出很强的粒度效应,该生态区露天煤矿区景观指数计算的适宜粒度范围为10~15m;最终确定表征该露天煤矿区开采结束后景观格局变化的代表性景观指数为香农多样性指数、景观形状指数、面积加权分维数和几何最邻近距离,表征该露天煤矿区完全复垦后景观格局变化的代表性景观指数为香农多样性指数、景观形状指数、面积加权分维数和聚集度。研究结果可为进一步分析露天煤矿区开采损毁与复垦多阶段、多复垦模式的景观格局变化提供参考,为切实保护矿区土地资源和景观生态提供指导。     

基于灰色模型预测的矿区生态系统服务价值变化研究——以山西省平朔露天矿区为例

露天煤矿开采对区域景观格局、生态过程、生物生境等造成巨大影响,导致矿区生态系统服务功能和价值发生变化。该文以山西省平朔露天煤矿1987年、1996年、2005年和2010年遥感影像数据及矿区未来复垦计划和产业转型规划的相关资料为基础,利用生态系统服务经济价值评估方法,分析了1987-2010年煤炭开采对矿区生态系统的食物生产等生产服务价值和土壤形成与保护、水源涵养、生物多样性维持、气候调节等支持与调节服务价值的影响,并使用在缓冲算子调节下改进的灰色系统GM(1,1)模型预测2010-2020年矿区在产业转型背景下生态系统服务价值的变化。结果表明:受煤矿开采的影响,平朔矿区原地貌土地被大量损毁,导致了矿区生态系统结构受损和生态系统服务价值下降。1987-2010年,平朔矿区5项生态系统服务总价值由9 206.15万元下降到6 688.14万元,年均下降1.19%,其中1987-1996年、1996-2005年、2005-2010年3个阶段生态系统服务价值下降速率分别为15.22%、9.22%、5.61%;预测2010-2020年间,受土地复垦和产业转型升级的影响,矿区生态系统服务价值下降速度趋于缓慢,至2020年矿区5项生态系统服务总价值为6 429.81万元,年均下降0.39%。在露天煤矿开采的不同阶段,应注重通过保护性的矿产开采,科学的地貌重塑、土壤重构、植被重建等技术及生态产业的大力发展来调控矿区生态系统组成、结构和功能,从而提高矿区各项生态系统服务价值。     

泾河流域景观指数的粒度效应分析

本文以泾河流域1∶10万比例尺下的景观类型图为研究对象，在前人的研究基础上选择了7个景观指数，并对其粒度效应进行了分析，结果表明，各景观指数均具有明显的粒度效应，不同景观指数随粒度增加表现出了不同的变化趋势，根据各景观指数的粒度效应关系，可以将上述7个景观指数分为四类。第一类指数随粒度的增加呈单调递减，具有比较明确的粒度效应关系，这类指数主要有平均形状指数和聚集度指数；第二类指数随粒度增加也呈下降趋势，但在下降的过程中出现了不明显的尺度转折点，这类指数主要有Simpson多样性指数和Shannon均匀度指数；第三类指数随粒度增加总体上呈上升趋势，并具有明显的尺度转折点，这类指数在本研究中只有最大斑块指数一种；第四类指数随着粒度增加，粒度效应关系比较复杂，粒度效应曲线近似于“n”型，并具有明显的尺度转折点，这类指数有斑块密度指数和面积加权平均分维数。结果还表明，对泾河流域1∶10万比例尺下的景观类型图进行景观指数计算的适宜粒度范围为30m～40m。     

基于GIS的成都平原县域景观格局时空变异与驱动因子分析 —以成都市双流县为例

本文利用GIS技术和景观生态学的方法,对成都市双流县1996年～2003年的景观格局特征及其动态哪变化进行研究.研究采用斑块总面积、破碎化指数和分维数对县域各景观要素进行动态分析,引入多样性指数、均匀度、区域破碎度和城市化指数研究县域内4个代表性乡镇的综合景观格局.结果表明,城市化的发展,对土地利用景观格局会生产时空上的变异:①同一区域在不同时期景观格局呈现有规律的变化.1996年～2003年,水田和菜地的斑块总面积在不断下降,而城镇居住用地和工矿用地的面积却不断上升;所有斑块要素的破碎化指数除了城镇居住用地,均为下降;河流和交通廊道的分维数最大,是由于它具有最复杂的斑块形状;②不同区域在同一时期表现出的景观特征也存在差异.与多样性指数不断上升相比,东升镇的均匀度指数先是从1996年的0.672上升到2000年0.680,之后又下降为2003年的0.679;黄水镇的多样性指数呈不断上升趋势,其增幅超过了东升镇;中和镇的多样性指数、均匀度和城市化指数均呈逐年增加趋势,2003年分别达到2.394、0.680和270.81,这在各研究点中是最高的;黄龙溪镇的区域破碎度先是从1996年的0.273下降为2000年的0.213,之后又上升为2003年的 0.225.通过对景观格局的动态分析,从中找出影响景观格局的因子,发现土地利用中存在的问题,并针对这些问题,提出可持续利用建议.     

景观指数分类及其生态意义

景观指数法是景观空间格局分析最常用的方法,景观指数伴随着景观生态学理论和应用的发展而不断推陈出新,其数量和类型也逐渐增加。由于在众多景观指数中,一些指数具有相关性,因此对景观指数进行分类有利于科学地选择景观指数,避免重复。根据景观指数所反映的生态学意义将其分为四大类：表现斑块形状复杂程度的斑块周长一面积比指数;表现斑块异质性的斑块类型指数;反映空间相邻程度、团聚程度或空间位置与配置的指数以及分维数。并对其生态学意义进行了阐述。     

天祝草原景观格局分析及景观利用格局优化

运用遥感、GIS技术与景观生态学的研究方法相结合,以天祝草原为研究对象,以Landsat／ETM＋影像为基本信息源,通过计算景观多样性指数、优势度指数、破碎度指数、分维数等指标,从景观斑块特征、景观形状及景观的空间分布等方面对研究区的景观格局进行了分析,得出如下结论：草地与林地构成了研究区景观的主体,草地是整个景观的基质;研究区号观格局呈现出明显的垂直分布特征,从山谷到山顶依次按照城乡居民及工矿地～耕地一草地一林地一未利用地的分布顺序.据此分析,以物种保护为目标种,利用最小阻力表面（MCR）和耗费表面模型,借助表面扩散技术,构建了生态上较为安全的格局优化途径。格局优化法在水平关联的方向上为景观规划指出了一条生态学途径,是对传统的以适宜性评价为主导的生态规划方法的有益补充。     

矿区历史遗留损毁土地复垦存在问题与对策

矿区历史遗留损毁土地的复垦可以实现废弃资源的可持续利用,是实现建设用地与农业土地资源增减挂钩,改善矿区环境的重要渠道。然而长期以来,许多废弃地由于历史原因,长期闲置、荒芜而成了历史遗留损毁土地。对历史遗留损毁土地的形成过程、复垦过程中可能存在的问题进行了分析,提出了应该以《土地复垦条件》颁布为契机,认真做好历史遗留损毁土地的复垦工作,解决好在复垦过程中可能出现的问题,以保证复垦土地的数量和质量。     

基于最佳分析粒度的巴彦县土地利用景观空间格局分析

适宜的分析粒度是保证土地利用景观格局分析准确的重要环节.本文以黑龙江省巴彦县为研究区,应用遥感、GIS手段及景观指数法,探讨景观指数随分析粒度变化效应,综合面积精度损失评价,确定最佳分析粒度.从景观要素空间组成、空间形态、空间关系及空间构型4个方面分析研究区土地利用景观空间格局.结果表明: 部分景观指数与粒度可拟合为数学函数关系,并确定最佳分析粒度为100m;研究区主要土地利用景观类型为旱地和林地,旱地景观优势明显,是基质景观;水域空间形态最复杂,林地、旱地等农业用地景观形状较不规则,建设用地和园地形状最简单;旱地、建设用地分布很均匀,水田、其他用地分布较合理,各乡镇间林地、草地及水域分布差异较大,园地分布差距极悬殊且斑块间分布离散;景观整体主要由团聚的大斑块组成,异质性小,形状复杂程度适中,破碎化程度不严重,稳定性差,不利于现状土地利用景观空间格局的维持.     

区域土地覆被景观特征的幅度效应及其变异规律

尺度是空间地理现象普遍存在的问题，由于尺度本身的复杂性以及人们认知的局限性，对于尺度问题的讨论仍然有待深入，因此，尺度问题仍然是当前生态学、地理学研究中的热点问题。尺度又包括粒度和幅度两种类型。本文基于2005年广州市的TM遥感影像解译土地覆被类型图，剪裁最大矩形区域景观类型图，沿对角线分别形成不同方向的一系列幅度大小的景观类型图，研究土地覆被景观特征的幅度效应及变异规律。结果表明：景观特征指数的幅度效应及指数之间的差异是明显的，随幅度由小到大，幅度效应减小或趋于平缓，幅度400（144km²）是研究区域景观特征的“临界阈”幅度；景观特征指数的幅度效应及指数之间差异还存在方向性，如PD在NE—SW方向的变化较其它方向大；景观特征指数对幅度效应的程度各异，相对于整体景观而言，指数PD和SHDI在各方向的变幅都较大，而指数FRAC_MN和SHAPE_MN则随幅度的变化只有很小的效应。     

土地持续利用评价的景观生态学基础

阐述了持续发展与土地持续利用的基本概念,从下述5个方面探讨了景观生态学基本理论在土地持续利用评价中的应用,即综合整体性、尺度性（时间尺度、空间尺度、重点尺度）、空间格局与生态过程（空间镶嵌稳定性、空间格局评价、空间格局与生态过程的关系分析）、干扰与人类影响（干扰与适应性、人类的影响）以及多重价值与多目标性。     

基于分形理论的土地利用空间行为特征——以江西东江源流域为例

为增进对土地利用空间行为变化的理解,以分形理论为指导,在RS和GIS技术支持下,建立了东江源流域土地利用空间数据库,运用分形模型和提取数据对江西东江源流域土地利用空间格局的变化进行了研究。获得了1985年和2000年两个时期各个土地利用类型的分形维数和不稳定性指数,并且参照了常用的景观指数,包括斑块密度指数、景观斑块形状破碎化指数和景观类型分离度指数,对土地利用空间行为变化进行了定量分析,研究结果显示,景观斑块破碎度指数由0. 945变为0. 936,呈下降趋势;其他林地和有林地等土地利用类型的稳定性呈上升趋势,而高覆盖度草地、水域、灌木林地、旱地、水田等土地利用类型的稳定性明显降低,说明近期应当对它们进行适当保护;对其他林地和有林地而言,分形维数降低的程度,一方面说明了土地斑块形态规整化改善的程度,另一方面也说明了人们改善土地形态的行为强度,如植树造林、退耕还林。     

塔里木河上游土地利用格局变化及其影响因子分析

塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其土地利用的景观空间格局随水土资源开发程度而发生的变化.本研究以景观生态学的前沿理论和方法为指导,借助3S技术和数理统计软件,在现代绿洲-荒漠陆地生态系统研究成果的基础上,较系统的分析了1990年～2000年塔里木河上游地区阿克苏-阿瓦提绿洲土地利用格局变化,同时对变化的影响因子进行探讨.研究表明,研究区10年间土地利用格局变化显著,农田、居民点、盐碱地景观大面积增加,草地、林地、水域、湿地景观都有不同程度的减少;整个地区景观多样性指数、均匀度指数减少,优势度指数、破碎度指数增加,人类对生态景观的干扰程度不断增强.引起变化的主要驱动因子是人为因素,其中,经济因素和人口因素是引起农田变化的主要因子.随着人类活动的加强,景观更趋破碎,这也是人类改造与利用自然景观的趋势所在.     

北京市延庆县耕地景观特征

本文通过对不同耕地类型区的典型样区调查从较小尺度研究延庆县耕地景观特征.选用斑块面积、斑块周长、斑块密度、边界密度等指标来描述耕地景观的斑块特征;采用全部廊道占耕地景观面积的比例、廊道类型、各类型廊道的密度、各类型廊道网络的连通度、环状网络的环通度来表达耕地景观中的廊道特征.研究结果表明,延庆县耕地斑块规模较小、零碎,斑块不规整;景观破碎化程度比较严重;耕地景观被边界分割的程度比较高;景观粒度较小;上述情况在坡耕地区域尤为严重.廊道占耕地景观面积的比例大,廊道类型主要包括道路、沟渠,坡耕地区还包括田坎.道路的密度较大,但道路网络连通性和环通性差,为耕地生态系统中的物流和能流提供的连通的、可选择的线路比较少.沟渠密度较小,有的样区根本没有沟渠分布,其网络连通性更差,沟渠廊道体系不健全,耕地的灌溉保证程度和排洪能力比较低.坡耕地中田坎占地面积比较大,加剧了坡耕地景观中廊道占耕地面积比例大的程度.     

安徽省废弃矿区土地复垦的生态系统服务功能多情景模拟

本文以废弃矿区土地复垦的生态系统服务功能为研究对象,基于土地适宜性评价理论建立了废弃矿区土地复垦的多情景模拟方法,将废弃矿区土地复垦划分为不进行复垦、以耕地复垦为主、以耕地及林地综合方式复垦、以林地复垦为主等4种情景,并以安徽省废弃矿区土地复垦为例证测算这4种不同复垦方式的生态系统服务功能价值。研究结果表明,这4种情景下的生态系统服务功能净效益值分别为5.21亿元、309.16亿元、311.59亿元、343.69亿元,说明废弃矿区土地复垦不同情景对应的生态系统服务功能净效益存在较大差异,复垦后土地的生态效益均优于不复垦的生态效益,且以林地为主要复垦方式获得的生态效益最佳;复垦后土地生态系统服务功能净效益值均为正,说明复垦产生的生态价值高于其投入成本。     

基于遥感的渭河关中地区生态景观格局变化研究

基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术,以1978年-2007年的LandsatMSS／TM／ETM影像为数据源,综合运用数理统计和景观生态学理论和方法,对渭河流域关中地区1978年-2007年生态景观格局动态变化进行了研究。结果表明：渭河流域关中地区各景观类型都发生了不同程度的消长变化,耕地斑块面积减少,但分离度和破碎度增加;草地和林地斑决面积增加,破碎度和分离度减小;居民工矿建设用地面积显著增加;未利用土地斑块面积有所减少。从景观格局变化来看,渭河流域关中地区景观斑块分布趋于破碎化,破碎度指数ZA0．9127下降为0．8755;景观多样性指数和景观均匀度指数均在20世纪90年代有所增加,分别增长了2．72％和2．71％,之后锐减,2000年达到最低后逐渐有所回升;景观优势度也在20世纪90年代有所增加,后逐渐减小。说明近期研究区生态景观的异质性有所改进,生态景观格局处于快速调整并趋于稳定发展阶段。     

土地开发整理项目的土地质量评价

该文根据项目区的生态环境特征，针对实施土地整理后对土地质量所造成的影响，选取自然条件和农田基本建设两大基本因素建立评价指标体系，结合多因素综合评判法与标准地块法对项目区土地整理实施前后的土地质量进行了评价。项目实施前，区内耕地质量分为三级：一级区面积有11.4 hm2，占总面积的10.3%；二级区面积为5.0 hm2，占总面积的4.5%；三级区面积为27.0 hm2，占总面积的24.4%。复垦后耕地综合质量均达到一级水平，复垦前质量等级为一级的耕地，项目实施后，其灌排条件、道路条件等得以完善和改进，耕地质量得到进一步的提高。整理后项目区园地55.4 hm2，占项目区总面积的50.0%，通过坡改梯，客土改良，增加灌溉设施，改建、新建道路，使园地综合质量由整理前的二级水平提高到整理后的一级水平。土地开发整理项目土地质量评价具有评价范围小、评价因素定量指标数据获取的难度大和评价对象在项目实施前后质量变化较大的特点。     

滇池流域1974年至2008年土地利用的分形动态

在遥感与GIS技术的支持下,通过滇池流域从1974年-2008年近35年间时间序列上的土地利用分类数据监测流域整体景观与分地类的分形维动态,试图从分形视角为滇池流域土地利用政策的制定提供理论依据,协调高原湖滨城市发展和湖泊生态系统保护.结果表明:①流域内各地类的形态呈现分形维特征,分形维数从植被覆盖类型(荒草地、农用地和林地)到裸地与建成区、水体依次减小;②近35年来滇池流域景观的整体分形维数持续上升,逐渐接近于临界值1.50,其结构稳定度持续下降,趋于随机运动的不稳定状态;③农用地与建成区的分形维数均呈“逐渐提高后稍有降低”的变化趋势,荒草地分形维数的变化趋势则相反,林地的分形维数总体呈上升趋势,裸地与水体的分形维数总体呈下降趋势.城市建成区快速扩展过程中农用地的占用与补给所导致的一系列土地利用变化是滇池流域土地利用分形维数与结构稳定度变化的主要驱动因素.滇池流域在制定区域土地开发和利用政策时,应以控制流域整体分形维数的提高、保证流域景观整体的结构稳定度为基本原则,进行建设用地的空间蔓延管制,将发展的重心转移到旧城的改造与更新,对零星分布于林地与荒草地过渡地带的农用地贯彻退耕还林还草政策,将耕作条件良好且邻近分布的农用地整治连片.     

2000-2010年辽宁省海岸带景观格局与生境质量变化研究

为研究2000-2010年辽宁省海岸带景观格局与生境质量变化并探讨其变化原因,提取研究区2000年、2005年以及2010年三期景观类型,使用马尔柯夫模型的转移矩阵分析景观格局时空变化特征;利用景观生态分级指数模型计算景观类型转化强度;采用InVEST模型评价生境质量,探究景观格局变化与人类活动之间关系。结果表明:10年间,人工湿地与自然湿地面积均增加,开发浅海水域形成的养殖用地面积增加最多;2000-2005年、2005- 2010年转化强度指数均为负,景观生态级别下降,大量高生态级别的景观向低生态级别转化。景观生境质量指数减少,生物多样性服务功能降低,生境质量发生退化。湿地景观格局变化与人类活动密切相关,滨海自然湿地人工化,湿地围垦以及城镇化扩张成为海岸带生态景观变化的主要原因。研究成果可为海岸带生态系统的可持续发展提供有效的决策支持。     

新疆耕地开发流失模式时空特征分析

应用中国科学院土地利用变化时空信息平台,在新疆1990年、2000年、2005年、2008年四期土地利用 时空数据库的基础上,利用GIS空间分析提取新疆三个时段的耕地开发利用时空流转数据,并结合新疆环境背景 数据库分析近20年来新疆耕地开发流失模式的时空特征变化。结果表明：近20年间,新疆耕地开发速度呈现急剧 上升又减缓的趋势,2000年-2005年间达到峰值;耕地开发由壤质绿洲地区逐渐向砾质和砂质的戈壁、沙地等未利 用地扩展延伸,由引渠水灌溉向地下水灌溉发展,打破河流、土质定开发的传统模式;近20年间,新疆耕地流失速 度持续下降,撂荒一直是耕地流失的主要因素,建设占用在耕地流失中的比例持续下降,生态退耕在耕地流失中的 比例持续上升,人为因素对耕地流失的作用逐渐增大,建设占用和生态退耕的耕地主要分布在绿洲地区,撂荒耕地 由绿洲地区向沙地、戈壁扩展。