NDVI spatial pattern and its differentiation on the Mongolian Plateau

GIMMS NDVI database and geo-statistics were used to depict the spatial distribution and temporal stability of NDVI on the Mongolian Plateau. The results demonstrated that: (1) Regions of interest with high NDVI indices were distributed primarily in forested mountainous regions of the east and the north, areas with low NDVI indices were primarily distributed in the Gobi desert regions of the west and the southwest, and areas with moderate NDVI values were mainly distributed in a middle steppe strap from northwest to southeast. (2) The maximum NDVI values maintained for the past 22 years showed little variation. The average NDVI variance coefficient for the 22-year period was 15.2%. (3) NDVI distribution and vegetation cover showed spatial autocorrelations on a global scale. NDVI patterns from the vegetation cover also demonstrated anisotropy; a higher positive spatial correlation was indicated in a NW-SE direction, which suggested that vegetation cover in a NW-SE direction maintained increased integrity, and vegetation assemblage was mainly distributed in the same specific direction. (4) The NDVI spatial distribution was mainly controlled by structural factors, 88.7% of the total spatial variation was influenced by structural and 11.3% by random factors. And the global autocorrelation distance was 1178 km, and the average vegetation patch length (NW-SE) to width (NE-SW) ratio was approximately 2.4:1.0.

塔里木河下游植被和景观格局变化及其驱动力分析

利用RS和GIS手段相结合的方法研究了塔里木河下游的植被和景观变化，并分析了由于历史时期塔里木河水流量的变化而导致的地下水位变化、环境因子和人类活动对植被及景观格局的影响。 对环境因子与植被覆盖变化关系的分析结果发现： ⑴在1987年至2004年占研究区总面积26％的景观发生变化；而植被和水体的变化最大；植被的变化中荒漠化和转化为农田是其主要的变化类型。1987年至2004年，仅有占总面积39％的植被没有发生变化，而发生荒漠化和盐碱化的植被仅有少数能够恢复。 ⑵在选取的环境因子中，植被缀块的起始NDVI和植被缀块距河道的距离对植被变化的影响最大，其次为海拔、坡度、缀块形状和缀块距离居民点的距离；而坡向和缀块面积与植被变化的关系较小。发生荒漠化的植被缀块距离河道较远且自身的NDVI较低，表明这些植被缀块的变化主要是受到水资源的限制；而转化为农田的植被缀块自身的NDVI较高且距河道较近，表明人类的开垦活动主要在植被生长较好的地区进行。研究期间内能够保持的植被距河道较近且NDVI较低，这与能够保留的植被主要是较稀疏的胡杨林有关。 ⑶植被缀块距河道的距离在1987年至1999年间与植被的变化显著相关，而在1999年至2004年相关不显著，这表明影响植被变化的影响环境因子随时间变化。 ⑷虽然所选取的环境因子对植被变化的解释力偏低，但在某些时间段对植被变化的解释力可以达到40％。如果增加环境因子，使用梯度分析的方法可以较好的解释环境及其它因子对植被变化的影响。 对地下水位变化对植被及景观时空格局变化的研究结果发现： ⑴在地下水水位剧烈下降的1986年至1999年，植被面积减少30％，距离河道最近的区域减少最多，植被占总面积的比例和植被的减少随距离河道距离的增加而减小；平均NDVI降低；荒漠面积增加4.8％，年均增加1338公顷；盐碱地面积增加。由于生态应急输水工程的实施，1999年至2004年期间沿塔里木河道地下水位回升，植被面积增加48％，距离河道最近的区域面积增加最明显，植被面积增加的增幅随距离河道距离的增加而减小；荒漠面积减少8.3％，年均减少6280公顷；平均NDVI升高；荒漠面积减少；盐碱地面积在某些区段增加，某些区段减少。 ⑵1986年至1999年胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸缀块密度增加，植被趋于破碎化；总体上胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸的缀块形状变得规则，而盐生草甸在某些区段趋于不规则；景观的聚集度在河道左侧增加而右侧减小；景观多样性和均匀性均下降。1999年至2004年，总体上胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸的缀块密度减小，植被趋于整合；胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸缀块形状变得不规则，但盐生草甸在某些区段变得相对规则；景观聚集度指数变化没有明显的规律；景观多样性和均匀性均增加。 ⑶除植被占总面积的比例在沿河道由上段到中断到下段方向上呈现减少的趋势，其它植被及景观特性在沿河道纵向上变化规律不明显；而在沿河道垂直方向上，植被及景观特性的变化表现出与距离河道的距离相关，表明该地区的植被及景观特性是受到地下水控制的。 ⑷在塔里木河实施的生态应急输水工程对当地植被的恢复起到了一定的作用，但主要局限在沿河道附近的区域。对于干旱区植物的保护，合理使用径流水资源，保证水资源的供应畅通是更好和更长远的发展策略。 对人类活动对景观的影响的研究发现： ⑴1987年至1999年，农田面积增加4240公顷，年均增加353公顷；植被面积减少4884公顷，年均减少407公顷。1999年至2004年，农田面积增加4568公顷，年均增加913公顷；植被面积减少8487公顷，年均减少1697公顷，远大于农田面积的增加。 ⑵农田平均缀块面积和农田最大缀块面积从1987年至1999年至2004年增加；聚集度指数在1987年至1999年降低，而1999年至2004年升高。最大植被缀块面积、平均形状指数和聚集指数从1987年至1999年至2004年均下降；其它植被及农田景观指数在1987年至1999年和1999年至2004年间变化不一致。在距河道1km的范围内，农田缀块数、农田面积、最大农田缀块面积、平均缀块面积、平均形状指数以及聚集度指数在从1987年至1999年至2004年一直升高；距河道1km范围内的景观多样性和均匀度指数和平均形状指数在1987年至1999年至2004年增加，而聚集度指数和最大缀块指数在1987年至1999年至2004年一直减小。 ⑶研究结果表明人类活动-主要是开垦农田-导致了当地植被面积的减少，并导致植被破碎化。受到径流来水量减少的影响，人类开垦活动正在逐渐向距离河道近的区域转移，并导致植被向退化的方向发展，河道附近的区域是塔里木河下游植被分布的主要区域，这对该地区植被的维持和保护非常不利。 在塔里木河下游，地下水位的下降和人类活动都导致植被趋于退化，人工输水虽然能够恢复植被，但其效应主要集中在河道附近的地区，对于该生态关键地区植被的保护，合理的使用水资源并适当的进行人类活动才是植被及生态保护的根本。

基于景观格局变化评价的梯级水电开发规划方案研究

根据景观生态学理论,借助地理信息系统工具,采用定量的方法分析工程景观格局状况,通过建立水电开发建设规划方案的景观格局变化评价的指标体系和评价方法,研究水电开发规划方案对区域景观格局的影响。本方法应用于黄河上游黑山峡河段水电开发建设方案析分析。结果表明:不同规划方案实施后对原有生态环境均产生了一定影响。通过对不同方案与研究区域生态现状进行灰色关联分析,红山峡、五佛、小观音和大柳树4个坝址均修建低坝的方案的景观格局指数最高,研究区域景观生态风险最小。最终确定该方案为最优方案,该方案对区域原有生态体系性质和功能影响较小。

岷江上游地区景观格局与生态承载力变化及预测研究

岷江上游是我国十分典型的山地生态脆弱区。该地区的生态环境意义十分重大，既是长江上游生态屏障的重要组成部分，更是成都平原的重要生态屏障和水源生命线，其生态环境状况直接影响成都平原水资源的质量和数量，以至影响到整个岷江流域甚至整个长江上游的生态环境与社会经济发展。本论文通过3S技术手段，应用转移矩阵、景观指数和Kappa指数系列方法对岷江上游的景观变化从1974到2000年进行了综合分析，同时应用CLUE-S模型在有无“天然林保护工程”两个预案下对该区域2001到2020年的景观变化进行了预测。然后，应用基于能值理论进行改进的生态足迹方法和传统生态足迹方法对岷江上游地区的1982到2000的生态承载力进行了分析，以反映研究区的生态环境质量和可持续发展情况；应用多元统计方法和CLUE-S模型预测的结果预测了研究区2001到2020年的生态足迹和生态承载力。对岷江上游地区的景观格局和生态承载力的变化进行分析和预测得到如下主要结论： 1. 岷江上游地区景观在1974到2000年间格局变化并不十分显著，景观由少数几种景观类型所控制，各景观类型有不断趋于平均化的趋势，但速度缓慢，景观的破碎化程度越来越严重。研究区的景观变化以有林地的不断减少和其它景观类型的相应增加为特点，主要的景观变化发生在有林地、灌木林地、草地、耕地和经济林地之间。此时间段内的景观林地的面积不断减少，大部分转化为灌木林地和草地，使得其面积相应增加。耕地和经济林地面积不断增长，增长速度最为迅速。 2. 在有无“天然林保护工程”两种预案下，有林地向着不同的方向发展，有林地变化情况的不同导致其它景观类型的变化不同。在“无天保”预案下，林地面积不断减少，灌木林地、草地和耕地面积不断增长，景观的破碎化程度不断加剧，斑块形状更加不规划，景观的连通性不断下降。在“天保”预案下，林地面积有增长趋势，灌木林地和草地面积有所下降，耕地面积有下降趋势，景观的破碎化程度有减小的趋势，景观形状变得更加规则，景观的连通性也将得到改善。由此，“天然林保护工程”对景观格局未来变化有着决定性的作用。 3. 岷江上游地区的生态足迹从1982到2000年间呈缓慢的上升趋势，表明研究区内居民的生活水平不断提高，但速度缓慢。虽然研究区在研究时期内的生态承载力大于需求，但生态承载力呈明显的下降趋势，造成这种情况的主要原因是由于资源的不合理利用方式造成的，特别是对森林的过度采伐。连续的木材采伐给岷江上游地区脆弱的生态系统带来严重后果，导致了林地面积减小、森林质量下降、水土流失加剧和泥石流频繁发生。 4. 对于生态足迹和生态承载力在两个预案的预测表明到2020年为止岷江上游地区仍为可持续发展状态。在“无天保”预案下，生态承载力不断下降，生活足迹不断上升，研究区向不可持续的方向发展；在“天保”预案下，生态承载力在2003年后开始逐渐上升，同时，由于木材采伐被禁止，导致岷江上游地区的生态足迹大为下降，研究区将向更加可持续的方向发展。由两种预案的结果对比可以发现1998年开始实施的“天然林保护工程”能够扭转岷江上游地区未来的生态承载力变化方向。生态承载力可以反映生态系统的质量，说明该政策的实施可以有效改善岷江上游地区未来的生态系统。 5. 传统生态足迹方法应用的生物生产能力数据为常量，所以它能够有效地比较不同年份和不同区域间消费数据的变化情况。实际土地需求法应用的生物生产能力和均衡因子均根据研究区实际数据计算得到，其反映研究区的实际情况更为有效。应用能值对生态足迹方法进行改进，改变了传统生态足迹以生物圈为限制的不足。本文改进的方法－区域能值足迹法能够有效地反映研究区的实际情况，同时又能够将科技进步所带来的影响加以考虑。

景观格局对土壤侵蚀的影响研究-以岷江上游的小流域为例

岷江上游地区生态环境脆弱，加之不合理的土地利用，土壤侵蚀问题日趋严重。准确定量土壤侵蚀、产沙模数的空间分布，从而分析土地利用及其空间配置对于土壤侵蚀过程是否合理？对减少长江上游的输沙量具有重要意义，是一个严峻的研究课题。本文以GIS为平台，建立泥沙输移分布模型，模拟流域的侵蚀模数、泥沙输移比和产沙模数的空间分布；结合模型模拟结果，分析不同土地利用/覆被方式的侵蚀和产沙特征，并以景观生态学的“格局-过程”理论为基础，通过景观指数——景观空间负荷对比指数，探讨土地利用/覆被的空间格局对土壤侵蚀过程的影响。泥沙输移分布模型模拟的产沙量与实测值比较，结果十分理想。模拟结果表明：两个流域大部分区域属于微度到中度侵蚀，平均侵蚀模数略低于长江上游的平均值；两个流域的平均泥沙输移比均远小于长江上游的平均值；河流两侧1 km范围内是流域主要的产沙区域；不同土地利用/覆被方式的侵蚀模数不同——裸岩>居民点>草地 >农田>灌木林>林地；侵蚀广泛分布在草地、林地和灌木林地上，占流域侵蚀总量的80%以上；灌木林和林地是流域主要的产沙源，占总产沙量的60%以上。景观空间负荷对比指数的计算结果表明：两个流域土地利用/覆被随坡度的空间配置有利于水土保持，但随相对距离、相对高度和运移距离的空间配置不利于水土保持；两个流域“源”大“汇”小的土地利用/覆被组成方式有利于水土保持，且镇江关流域的组成方式更优；景观空间负荷对比指数能够比较全面客观地反映景观格局对对土壤侵蚀过程的影响：两个流域的景观格局均较为合理；且镇江关流域的景观格局优于黑水流域。

岷江上游地区景观格局优化

岷江上游是我国十分典型的山地生态脆弱区。该地区的生态环境意义十分重大，既是长江上游生态屏障的重要组成部分，更是成都平原的重要生态屏障和水源生命线，其生态环境状况直接影响成都平原水资源的质量和数量，以至影响到整个岷江流域甚至整个长江上游的生态环境与社会经济发展。对岷江上游的生态服务和景观格局的变化进行分析和优化得到如下主要结论： 1岷江上游地区近几十年来土地利用发生了很大的变化，农田面积显著增加，森林面积减少，草地有所增加；研究区总体生态服务价值减少了771.11亿元。对岷江上游各时期的生态服务功能经济价值的计算和比较，研究表明应对土地利用结构进行相应的、有区别的调整，实施退耕还林还草，以优化岷江上游地区的生态服务功能，还应该实施计划生育政策；应增加蔬菜瓜果的种植面积，增加当地的经济收入。 2岷江上游地区在1986年水源涵养量最高，1995年水源涵养量下降，造成这一现象的主要原因是20世纪90年代岷江上游森林景观受到人为的严重破坏，1998年实施“天然林保护工程”与“退耕还林还草”的政策，加强了人工造林，改善了森林生态系统，使森林生态系统水源涵养量有所恢复，使得2000年水源涵养量及经济价值与1995年基本持平。 3分布在岷江上游的大中型兽类中，有5种野生动物在此地绝迹。造成这一现象的主要原因是人口的增加、经济的发展使人类对生态环境的压力加大，减少了野生动物的适宜生境。降低了生物多样性，适宜斑块进一步破碎化，核心区面积减少且距离进一步加大。因此，为改善现状，在岷江上游地区应大力推动科技发展，减少人类活动对生态环境的破坏，发展经济与生态保护并重。 4结合灰色线形规划和CLUE-S模型对岷江上游地区的景观格局进行合理规划，结果表明：岷江上游景观格局优化配置应将灌木林地、草地和耕地恢复到林地，综合治理干旱河谷，保持区域经济可持续发展。优化结果有林地面积增加15.38%；灌木林地面积减少最多，减少22.84%；农田减少28.84%和草地减少5.65%；城镇等居民用地有所增加。

基于QuickBird卫星影像的沈阳城市绿地景观格局研究

城市绿地是城市景观的重要组成部分，起着调节城市生态环境、美化城市景观、提供休闲游憩场所的重要作用，在城市发展中扮演着关键角色。沈阳市近年来将城市绿地建设作为城市建设的重要方面，取得了显著成效。因此，本文利用2006年Quick Bird高分辨率卫星影像对沈阳市三环内的城市绿地景观格局进行了研究，具体结论如下： (1) 沈阳三环内绿地斑块18261个，绿地面积 173.71km2，斑块数目主要以中型斑块为主(62.25%)；在面积上以大型斑块为主(85.59%)；绿地总体呈现斑块分布不均衡。 (2) 居住绿地、单位附属绿地与道路绿地破碎化程度高，分布分散，斑块形状复杂。城市绿地廊道连通性较高，道路绿地平均分维数最大。 (3) 公园绿地亚类中，综合型公园与带状公园面积较大，破碎化程度低；社区公园与街头绿地面积较小，破碎化程度高，分布分散。 (4) 绿地景观整体上，绿地斑块密度较大，破碎化程度高，景观多样性指数为1.6，斑块类型丰富，均匀度指数为0.73，蔓延度指数为0.83，存在着少数类型控制整个景观的现象。 (5) 绿地系统梯度分析表明:类型水平上,不同的绿地类型沿景观格局梯度表现出明显的空间特征；景观水平上,不同景观指数沿样带梯度也表现出差异性,表明城市化导致景观的破碎化程度增大,景观异质性增高。城乡边缘区绿地类型最为丰富，多样性指数较高，其格局有利于绿地生态环境维护功能的发挥。

辽宁沿海经济带景观格局动态预测及其生态安全研究

21世纪中国将进入工业化与城市化快速发展阶段，随着经济全球化与竞争国际化，产业集群开始成为经济发展的主流，以临港产业为代表的沿海经济带开发建设已成为发达国家的重要经验和国内沿海省市的主导区域战略，辽宁沿海经济带的开发建设将进一步加大沿海地区与周边地区及内地的资源信息交换，人口的大量流入、城市化进程的加快等都可能对沿海区域的生态环境质量和可持续发展与生态安全产生重要影响。 论文通过3S技术手段，应用转移矩阵、土地利用度量公式、景观空间格局分析和Kappa 指数系列方法对1988～2007 年辽宁沿海经济带的景观变化进行了综合分析，同时应用CLUE-S 模型在有无“辽宁沿海经济带开发建设规划”两个预案下对该区域2008～2020 年的景观变化进行了预测。应用生态足迹理论与方法对研究区1990～2006年的生态足迹与生态承载力进行了分析，以反映研究区可持续发展情况；应用时间序列（ARMA）与支持向量机（SVM）预测了研究区2007～2020年生态足迹与生态承载力变化。并对研究区进行了基于生态足迹的区域生态安全动态分析及预测研究，最后提出了研究区生态安全对策，得到如下主要结论： （1）辽宁沿海经济带在1988～2007年间景观格局变化并不十分显著，景观由少数几种景观类型所控制，各景观类型有不断趋于平均化的趋势，但速度较慢，景观的破碎化程度越来越严重。土地利用度逐步增大，反映在景观变化上，是以建设用地的持续扩张与耕地以及林地、水域面积缩小为特点，其中建设用地在景观类型转换中发挥着越来越重要的作用。主要的景观变化发生在耕地、林地、水域与建设用地之间。 （2）在有无“规划”两种预案下，景观变化的趋势基本一致，但变化幅度有明显差别。两种预案下耕地都趋于减少，但“规划预案”降幅更大一些。建设用地逐渐增加，但“规划预案”扩张更快，面积更多。建筑用地变化情况的不同导致其它景观类型变化的不同。两种预案下景观的破碎化程度均有减小的趋势，斑块形状趋于规则，景观的连通性也在逐年增大，其中在“规划预案”中表现得更为显著。 （3）辽宁沿海经济带从1990～2006年间的人均生态足迹与生态承载力均呈逐渐增大趋势，且生态足迹需求明显大于生态承载力，生态赤字在逐渐增大，研究区内的生态负荷已超过了其生态容量，现有的区域发展模式是不可持续的。其中生态足迹需求增大主要来自能源足迹需求增大，而生态承载力的增加主要是因为水域类面积的增加。17年间研究区的人均万元GDP生态足迹均有不同程度的下降趋势，表明该区域的资源利用效率在逐渐提高。 （4）过去17年来，辽宁沿海经济带的生态压力指数变化趋势为先升后降，区域生态安全经历了生态较安全、稍不安全、较不安全和稍不安全等阶段，表明该区域生态安全正在逐步改善。生态占用指数与生态经济协调指数均呈逐步增大的趋势，表明研究区的社会经济发展程度和人民消费水平正在走向较富裕阶段，该区域社会经济发展与生态环境的协调性也在逐渐改善。 （5）两种预案下，辽宁沿海经济带未来14年的人均生态足迹与人均生态承载力均有逐渐增大的趋势，且人均生态足迹均超过了其人均生态承载力，存在不同程度的生态赤字，发展模式仍将是不可持续的，其中“规划预案”下的发展模式更加不可持续。 （6）两种预案下，研究区未来14年的生态安全均处于稍不安全状态，其中“规划预案”的生态压力更小一些。两种预案下研究区的生态占用指数和生态经济协调指数均有逐年增大的趋势，区域经济均将从较富裕阶段走向很富裕阶段，经济增长与生态环境的协调程度也由较好阶段步入很好阶段。其中“规划预案”下的区域经济增长更快，与生态环境的协调性将更好一些。 （7）三种方案可以降低研究区“规划预案”下的生态压力指数，实现区域的生态安全。其中同时提高研究区的生态承载力，降低生态足迹的方案更为合理可行，既保障了区域安全，又实现了区域的可持续发展目标。 （8）要保障研究区未来14年的生态安全，建议规划增加水域面积，推进区域热电联产，发展清洁能源并推动区域间资源互补共享。

长白山森林资源变化动态与景观格局预测

长白山区是东北地区重要的生态功能区，多年以来由于不合理的森林经营导致了森林质量明显下降，生态功能显著退化。因此，分析森林资源变化动态及其影响因素，明确人类活动对森林资源的影响，并提出合理的经营方案，对该区森林资源保护和恢复具有重要意义。本文以具有典型代表性的露水河林业局为研究对象，以1987，1995和2003三期森林资源二类调查资料为主要数据来源，利用ARCGIS、ARCVIEW和FRAGSTATS等软件为技术手段，分析该局资源变化、景观特征及格局变化及其与人为干扰的关系；同时以2003年森林资源二类调查数据为基础，应用景观空间直观模型LANDIS，设定5种不同的采伐预案：对照（无采伐）、方案I（一般公益林和商品林每十年分别采伐总面积的5%和10%+天然更新）、方案II（一般公益林和商品林每十年分别采伐总面积的10%和15%+天然更新）、方案Ⅲ（采伐同方案I+人工更新）和方案Ⅳ（采伐同方案II+人工更新），模拟未来300年森林景观变化，以揭示在不同的经营方案下森林资源的长期演替动态及空间分布特征，结果表明： 1.森林资源的质量发生了显著变化。过去16年间该区森林覆盖率增加了6.9%，但是森林蓄积量下降了60.58万m3；成、过熟林面积持续增加，中龄林面积急剧减少；1987年到1995年该区森林蓄积减少了110万m3，而1995年到2003年间森林蓄积增加了49.7万m3，这些表明1995年到2003年森林经营措施更有利于森林恢复。但中、幼龄林在16年间面积、蓄积持续减少，近年来采伐的主要是中龄林，说明成、过熟林面积的增加是以牺牲中龄林为代价的。 2.森林景观破碎化程度加剧。过去的16年间景观异质性程度加大，景观斑块内部的连通性增强。而景观类型的斑块数、边界密度、蔓延度逐渐增加，散布并列指数、多样性指数和均匀度等指数在逐渐的降低。1987年到2003年斑块数增加了979块，同时最大斑块占景观面积比例逐渐下降，1987年为28.7%，2003年减少到12.7%；由于经营方式变为采阔保针，大量采伐阔叶树种补植针叶树种，景观基质由1987年的阔叶混交林，转变为1995年后的混合景观基质；在斑块水平上阔叶混交林的平均斑块面积下降最多，边界分割程度最高，这表明天然次生林类型受人类干扰最大；从景观指数变化趋势看景观破碎化在1995年到2003年的变化趋势较1987年到1995年的变化趋势有所减缓。 3.LANDIS模型对5种不同的森林管理预案模拟结果表明：无采伐和低强度择伐+人工造林方案到模拟后期不同程度的增加了成、过熟林面积，更有利于增加森林质量和维护森林景观的完整性。人工造林与不造林相比，造林方案显著增加了造林树种的分布面积；造林方案下造林树种的分布面积、成、过熟林面积较其它预案要高，因此，用原始阔叶红松林中的关键种造林，有利于森林结构的优化及向阔叶混交林景观的转化，促进森林质量的提高和景观的恢复。

杂谷脑流域景观格局优化配置研究

景观格局优化理论、方法和技术的研究是景观生态学的一个热点问题，同时也是一个难点。本文以眠江上游典型研究区-杂谷脑流域为研究对象，利用遥感和GIS技术分析该流域从1974年到2000年景观格局的时空变化，并分析了对该流域生态安全存在威胁的主要因素；以空间模拟技术和线性规划为基础建模，从理论和方法上探讨景观格局优化配置问题，以期为该区域的农林复合景观系统的生态安全和可持续发展找出切实可行的格局优化模式；并提出生态敏感度概念，为景观管理优先级提供依据。本文的主要结论如下：（l）杂谷脑流域作为长江上游重要的森林资源输出地，从1974年到2000年景观变化得出，有林地面积减少13％；灌木林地面积增加37％；相应的水源涵养能力下降，土壤侵蚀量增加7.8％；（2）杂谷脑流域陡坡耕作严重，分布在20°-45°坡度上的耕地占耕地总面积的78．2％；干旱河谷分布范围扩大，面积从1974年的217.99km2增加到2000年的237．38kmZ对生态安全造成威胁；（3）产业结构以资源密集型产业和重污染工业为主，结构不合理，第一产业比例大，农民人均纯收入远低于同期全国平均水平，教育水平比较低，这些问题会对杂谷脑流域生态安全产生负向影响；（4）以减少土壤侵蚀为依据，通过空间建模和线性规划方法优化设计杂谷脑流域景观格局，优化结果显示土壤侵蚀量比2000年减少2.35*106吨／年，土壤保持能力与1974年相近，水源涵养能力增强；（5）景观管理对于区域安全必不可少，针对该流域现存问题，建议以提高科学技术水平，调整产业结构和资源利用方式，提高教育水平为突破口。

若尔盖自然保护区高原林蛙(Rana kukunoris)扩散模型与景观连接分析

揭示水体中繁殖的两栖动物在异质性景观中的空间扩散特点，探讨景观面积丧失和破碎化对于两栖动物的影响，为两栖动物的保护提供理论依据。本文以四川西北部若尔盖湿地自然保护区的高原林蛙(Rana kukunoris)为研究对象，通过运用地理信息系统及建立景观模型等方法，在分析若尔盖湿地自然保护区范围内现有景观格局的基础上，建立了高原林蛙的景观扩散模型，并模拟了“沼泽→草甸”的湿地逆演化过程下高原林蛙的空间分布与景观连接的变化特点。主要结果是： 1．若尔盖湿地自然保护区呈典型的沼泽—草甸式斑块—基质景观格局。草甸面积占整个景观面积的79.42%，景观蔓延度指数（CONTAG）为79.00远离最小值0而更趋向于最大值100，面积和景观蔓延度指数表明草甸是整个景观中面积占绝对优势且景观连接好的类型，构成了景观的基质，对景观的动态格局演变起主导作用。沼泽面积仅占整个景观面积的18.08%，但却是整个景观中斑块数目最多的单元，占所有斑块数的82.9%。因此沼泽斑块与草甸基质之间的动态结构对高原林蛙的扩散起着决定性的作用。 2．空间扩散模型表明，其它类型的景观不但扩展了高原林蛙的活动范围，而且也为高原林蛙在不同沼泽斑块间的连接提供了通道。高原林蛙的空间扩散区域使得彼此间成斑块化隔离状分布的沼泽形成了潜在景观功能连接，促进了不同斑块间物种的交流。小型沼泽作为垫脚石（stepping-stone），使得整个景观中的相隔距离较远的大型斑块联结为一个功能整体，促进了高原林蛙在整个景观中的相互动态联系。 3．模拟“沼泽→草甸”的湿地逆演化过程表明，大量小型沼泽湿地的消失将会 对在沼泽中繁殖并扩散到其它景观类型中去的高原林蛙造成潜在影响。逆演化过程不仅使沼泽斑块的分布范围，沼泽源斑块的面积和空间扩散面积减少，而且对景观连接也有很大影响。小型沼泽的消失，将使得景观斑块的功能连接变小，使得依靠小型沼泽作为跳板的动物在沼泽斑块之间的移动将变得更加困难。 本文是对生境丧失与破碎化影响下两栖动物的行为反应的一种尝试。影响模型的因素很多，包括动物对各种类型景观的偏好程度，地理数据的精度，及模型的可靠程度都是制约模型准确度的因素。 The spatial diffusion of water—breeding amphibian through heterogeneous landscape and the effects of landscape losing and fragmentation to amphibian were the core theory of the landscape ecology of amphibian. Geographical information system (GIS) and landscape model were used to model the diffused area of Rana kukunoris in Zoige Wetland Natural Reserve. Model was also used to analysis the spatial distribution variation of R. kukunoris and the change of landscape connectivity when simulated the retrogressive succession of landscape. The main results are below: 1. There was peatland—meadow pattern which was typical patch—matrix landscape pattern in Zoige Natural Reserve. The meadow area occupied 79.42% of the entire landscape area, contagion index (CONTAG) was 79.00 which was far away the minimum value (0) but tend to the maximum value (100). Both of these showed that meadow was the largest part and the most continue units. It was shown that meadow was matrix of the landscape, which evolved the leading role to the landscape dynamic pattern. Though their area only occupies 18.08% of entire landscape area, peatlands were according to 82.9% of the total patches. Dynamic of the pattern between peatlands and meadows decided the spatial diffusion of R. kukunoris. 2．The model indicated that the other types of landscape not only expanded diffusion of R. kukunoris, but also have provided the potential channels for frog's connections among different peatlands. The spatial diffusion zone of R. kukunoris forced isolated patch peatlands to be potential landscape functional connectivity. The small peatlands, as stepping-stone, made the large peatlands connect as a functional one and promoted the integrated and dynamic connectivity of R. kukunoris in the whole landscape. 3. The simulation of “peatlands→meadows”retrogressive succession process indicated that the decrease of small peatlands will have potential effect to R. kukunoris because they must bred in peatlands and diffuse to other type of the landscape. Retrogressive succession process not only made the decrease of distribution of peatlands, patches number of peatlands and diffused area of R. kukunoris, but also reduced the connectivity among source patches. As stepping-stone, the disappearance of small peatlands will made the migration of R. kukunoris among patches more difficult. The model was an experiment of the amphibian behavior reaction to habitat losing and fragmentation. There were many factors that could influence the accuracy of model, such as the preference of animals to each type of landscape, the geographical data precision, reliable degree of model.

陕北黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局动态变化特征分析

以位于典型黄土丘陵沟壑区的延安赵庄村为例,选取多样性、优势度、均匀度、破碎度和偏离度等主要指标,对村庄尺度上的土地利用景观格局动态变化进行分析研究。结果表明:1)研究期间,研究区景观斑块数与景观斑块密度增加,而平均斑块面积减少;2)研究区2个时期的景观异质性差异显著,景观指数变化表现为:优势度指数与偏离度指数减小,多样性指数、均匀度指数和破碎度指数都有不同程度的增大;3)6年来,随着退耕还林(草)政策的实施,研究区土地利用景观格局有了较大变化,生态环境整体状况趋于改善,农民收入有所增加,产业结构趋向合理,其中,工副业比例增大与种植业、养殖业、果菜比例减小是研究期间农民收入构成的主要变化特点,农民收入以工副业、果菜为主。

China's changing landscape during the 1990s: Large-scale land transformations estimated with satellite data

Land-cover changes in China are being powered by demand for food for its growing population and by the nation's transition from a largely rural society to one in which more than half of its people are expected to live in cities within two decades. Here we use an analysis of remotely sensed data gathered between 1990 and 2000, to map the magnitude and pattern of changes such as the conversion of grasslands and forests to croplands and the loss of croplands to urban expansion. With high-resolution ( 30 m) imagery from Landsat TM for the entire country, we show that between 1990 and 2000 the cropland area increased by 2.99 million hectares and urban areas increased by 0.82 million hectares. In northern China, large areas of woodlands, grasslands and wetlands were converted to croplands, while in southern China large areas of croplands were converted to urban areas. The land-cover products presented here give the Chinese government and international community, for the first time, an unambiguous understanding of the degree to which the nation's landscape is being altered. Documentation of these changes in a reliable and spatially explicit way forms the foundation for management of China's environment over the coming decades.

Increasing Critical Sensitivity of the Load/Unload Response Ratio before Large Earthquakes with Identified Stress Acclumulation Pattern

The Load/Unload Response Ratio (LURR) method is proposed for short-to-intermediate-term earthquake prediction [Yin, X.C., Chen, X.Z., Song, Z.P., Yin, C., 1995. A New Approach to Earthquake Prediction — The Load/Unload Response Ratio (LURR) Theory, Pure Appl. Geophys., 145, 701–715]. This method is based on measuring the ratio between Benioff strains released during the time periods of loading and unloading, corresponding to the Coulomb Failure Stress change induced by Earth tides on optimally oriented faults. According to the method, the LURR time series usually climb to an anomalously high peak prior to occurrence of a large earthquake. Previous studies have indicated that the size of critical seismogenic region selected for LURR measurements has great influence on the evaluation of LURR. In this study, we replace the circular region usually adopted in LURR practice with an area within which the tectonic stress change would mostly affect the Coulomb stress on a potential seismogenic fault of a future event. The Coulomb stress change before a hypothetical earthquake is calculated based on a simple back-slip dislocation model of the event. This new algorithm, by combining the LURR method with our choice of identified area with increased Coulomb stress, is devised to improve the sensitivity of LURR to measure criticality of stress accumulation before a large earthquake. Retrospective tests of this algorithm on four large earthquakes occurred in California over the last two decades show remarkable enhancement of the LURR precursory anomalies. For some strong events of lesser magnitudes occurred in the same neighborhoods and during the same time periods, significant anomalies are found if circular areas are used, and are not found if increased Coulomb stress areas are used for LURR data selection. The unique feature of this algorithm may provide stronger constraints on forecasts of the size and location of future large events.