黄河三角洲丹顶鹤生境变化与评价

黄河三角洲丹顶鹤生境变化与评价 摘 要 从水禽角度出发，把影响其生境选择的因素划分为水、食物、隐蔽物和干扰四类。用遥感和地理信息系统软件对黄河三角洲地区3期TM数据进行处理，根据生境要素特征，对生境进行分类，获取该地区1986年、1996年和2001年3个时期各生境要素图。把生境要素图进行叠加，最终得到3个时期的黄河三角洲的水禽生境类型图。 通过对各生境要素图的面积、斑块数变化及转移矩阵的分析，可以看出各生境要素的结构发生了明显的变化，对水禽生境而言，总的结果是干扰加重、积水地区面积增多、植物性食物和适宜隐蔽物范围减小，通过对这种变化进行分析得出：人类有意识的活动（干扰）是引起各生境要素发生变化的主要驱动力。生境要素的变化造成黄河三角洲地区水禽生境质量的下降。 再以黄河三角洲生境分布图为基础，运用遥感和地理信息系统软件得出三个时期丹顶鹤（Grus japonensis）生境分布图。选取一系列的景观指数，通过APACK软件进行计算，结合土地利用动态度的概念对黄河三角洲地区从1986—2001年丹顶鹤生境的动态变化进行量化分析。结果表明：适宜丹顶鹤栖息的总生境面积不断减小，该地区的生境破碎化程度也不断升高；相应的适应丹顶鹤栖息的各生境类型的面积除了轻干扰深积水鱼类苇田（人类活动造成）的面积增加外，其余大多呈减少趋势，总的来说丹顶鹤栖息生境质量呈下降趋势。人类活动是黄河三角洲丹顶鹤生境的变化的主要驱动力。 在利用景观连接度模型进行丹顶鹤生境评价的研究中发现：在黄河三角洲内尚有1062.63 km2适宜丹顶鹤生存的生境，占总面积6021.05 km2的17.65%。其中最适生境面积为205.84km2，占总面积的3.42%；适宜生境面积为142.47 km2，占总面积的2.37%；中等适宜面积为420.27 km2，占总面积的6.98%；勉强适宜面积为294.05 km2，占总面积的4.88%；不太适宜面积为2532.07 km2，占总面积的42.05%；不适宜面积为2426.36 km2，占总面积的40.30%。虽然适宜生境面积还很大，但在空间分布上十分零散，除了几个较大的斑块外，尚有许多较小斑块处于孤立状态，这些斑块将无法为丹顶鹤所利用。 黄河三角洲是我国最大的新生湿地生态系统，优越的生境条件使得该区物种丰富，成为许多水禽迁徙的重要中转站、越冬栖息地和繁殖地。本研究对区域生态保护和物种的生境评价研究有重要的理论和实践意义，为确保东亚鸟类迁飞网络的安全提供了科学的依据，这对黄河三角洲湿地生态系统、湿地鸟类及物种多样性的保护都意义重大。

岷江上游景观边界网络格局研究及生态效应分析

景观边界是特定时空尺度下相对均质的景观之间所存在的异质性过渡带，作为景观的一个四维组分，边界动态直接反映景观变化，与基于斑块的研究相比，明确景观边界的生态意义是理解景观过程的一个新的切入点。边界效应是景观边界最显著特征之一，也是当前生态学领域的研究热点，但大部分研究集中在生态系统及其以下尺度，对大尺度上的研究涉及内容尚少。 本文以岷江上游地区为例，利用TM影像数据、林相图、土地利用图和野外实测数据，应用RS、GIS、SPSS、Fragstats等软件的数据处理、分析、运算功能，研究了景观边界网络格局的变化，并分析了与之相关的生态过程；研究了类型水平上森林景观的边界效应以及景观尺度上林农复合景观的边界网络效应。旨在揭示岷江上游景观格局的变化趋势及其驱动因子，以及林农复合景观格局的生态效应，从而为研究区土地利用提供科学参考。研究结果如下： （一）在岷江上游地区的13种景观边界类型中，建筑用地边界和农田边界是人工边界，同时也都是清晰边界；但林地、灌木林地、草地等自然景观之间的边界并不都是模糊边界。冰雪边界是典型的随季节变化的变动型边界，其它边界在年内的变化则相对稳定。 （二）在1974-2000年期间，由于人为干扰强度的加剧，岷江上游景观边界网络结构变得更加复杂，在早期以边界长度增加为主，网络连接度变大，在后期以边界数量和结点数量增加为主，网络连接度变小；森林景观与低坡位景观类型间的边界减少，森林下线上移；农田与林地的边界在早期增加，1986年后减少，而与灌木林地的边界持续增加；基于边界特征的格局分析表明，森林景观结构变得简单化，而农田、灌木林地、草地等景观类型的结构变得更加复杂。 在景观水平上，基于边界和结点特征的格局指数与对应的基于斑块特征的格局指数具有基本一致的变化趋势，但基于边界和结点特征的指数对格局的变化更灵敏，在类型水平上，基于结点的格局指数比基于边界的格局指数具有更大的灵敏性，而且前者能够反映出后者反映不出的格局信息。 （三）研究区的农田边界共有5种类型，分别是农田与林地、灌木林地、草地、水体、建筑用地之间的边界，总长6583.4km；其中林农边界长2473.7km，占37.6%，是除灌农边界（占农田边界总长度的44.9%）之外比例最大的农田边界类型，广泛分布在岷江干流及其支流的河谷中，海拔多在1000-3500m之间。 （1）多元线性回归分析结果表明，农田生物量的边界效应深度与海拔和坡度显著相关，与其它因子相关性不大；林地生物量的边界效应深度与海拔和坡向相关性较大，与其它因子相关性不大；林农边界对农田生物量产生正面效应，对林地生物量产生负面效应，且对农田的影响面积大于对林地的影响面积；根据回归方程计算边界效应的影响面积，2000年有14532hm2林地生物量受到林农边界网络的影响，占研究区林地面积的1.2%，有16659 hm2农田生物量受到林农边界网络的影响，占研究区农田面积的22.6%，由于边界位置、长度的变化，不同年间林农边界网络的生态效应也存在差异。 除了生物量，本文还研究了林农边界网络对林地和农田土壤水分和生物多样性的影响： （2）林农边界减少林地和农田边缘的土壤水分，岷江上游有2103 hm2农田和371 hm2林地其土壤水分受到林农边界效应的影响，分别占研究区农田面积的2.3%和林地面积的0.03%。生物多样性受林农边界网络影响的农田面积为4855 hm2，占研究区农田面积的5.37%；生物多样性受林农边界网络影响的林地面积为3401 hm2，占研究区林地面积的0.29%。 上述研究从景观边界网络的角度揭示了岷江上游近三十年的景观变化特征，在印证斑块类型所反映的景观变化特征的同时，还反映出传统格局研究方法反映不出的格局信息，为景观生态学中格局与过程研究提供了新思路，也丰富了边界效应的理论和案例研究，有关结论还可为高山峡谷区土地利用格局优化和实施退耕还林还草工程提供参考依据。

基于遥感的城市绿地格局及变化分析——以沈阳市为例

本文利用中高分辨率遥感影像研究2006年沈阳市三环内城市绿地的空间格局及2001-2006年间的变化，以期对5年的高强度绿化建设进行评价。利用QuickBird高分辨率遥感影像，结合基于知识分类方法提取的植被覆盖信息和目视解译方法提取的土地利用信息，分析了2006年附属绿地的空间分布格局和公园绿地可达性。利用2001、2006年两景Landsat TM影像，基于线性混合分解方法提取的植被盖度信息，分析了5年间的绿化建设强度及其空间分布。 本文得到以下结论： 1) 工业用地和公共设施用地的绿化率均较高，分别是28.9%和32.3%。研究区域多层老式居住用地和道路的绿化率只有近20%。新居住用地中高层片块居住用地的平均斑块面积较小，主要是由小块的街区角落开发而成，绿化率只有10.3%；其余的新居住用地的绿化率均高于多层老式居住用地。居住用地高度类型相同的情况下，花园式居住用地比片块式居住用地拥有更高的绿化率。 2) 附属绿地绿化率随距市中心距离的递增梯度反映了城市内外绿化状况的两极分化现象，在几种主要的城市用地类型之间存在差异：公共设施（4.16%∙km-1）>多层老式居住用地（3.85%∙km-1）>新居住用地（3.05%∙km-1）>道路（2.36%∙km-1）。新居住用地弱于多层老式居住用地，表明随着旧城改造的持续进行，居住用地的内外两极分化现象可以得到缓解。公共设施用地的内外两极分化现象较严重，城市化进程中慎重对待高绿化率的公共设施用地如高校等迫于地价压力的外迁行为。 3) 公园绿地可达性分析的结果表明，只有29.25%的居住用地分布在距最近公园绿地5分钟的步行范围内，43.31%的居住用地在5-15分钟的步行范围内，建议持续增加公园绿地建设，尤其是在工商业密集区。研究区域尚未出现居住用地绿化环境的马太效应（高公园绿地可达性+高附属绿地绿化率）。 4) 2001-2006年，道路、居住用地、公共设施用地、公共绿地及广场的植被盖度均有不同程度的增加（5%-9%），证实了5年间绿化建设力度之大；工业用地的植被盖度几乎没有变化，原因估计是工业用地空间属于非公共空间，不属于公共绿化建设区域。5年间植被增量空间分布均匀，没有针对低绿化覆盖率地区加强绿化建设力度，部分缓解了绿化率的城市内外两极分化现象。

辽宁中部城市群人口空间分布格局及动态演化

本文根据1992年和2006年Landsat TM影像，利用Erdas和ArcGIS软件，对辽宁省中部城市群的居民地、交通道路及人口分布格局进行了研究。 结果表明： 居民地分布格局： （1）辽宁省中部城市群居民地在斑块数量上主要以小型斑块为主，沈阳等几个大型城市在斑块面积上占主要地位。 （2）依据居民地面积的空间比重将辽宁省中部城市群居民地划分为东部地区、沈阳地区和西部地区3个特征区域，其中沈阳地区平均斑块面积最大，城市化程度最高；西部地区斑块密度最大，居民地最为密集；东部地区平均斑块面积和斑块密度均最小，居民地发育程度最低。 （3）尽管居民地在3个区域内都呈随机分布，但其指示参数——最邻近点指数还是体现出明显的区划差异。 （4）居民地分布受中心城市的影响显著，各中心城市的辐射范围不同，大小依次为沈阳>鞍山>铁岭>营口>辽阳>本溪>抚顺。 交通道路： （1）辽宁省中部城市群地区二级路所影响面积最大，一级路最小，影响的居民地斑块数目则为二级路>一级路>高速路。总体上二级公路的修建对居民地斑块数目和面积的变化贡献率最大。而对于辽宁省中部城市群七个城市来说不同等级的公路对各个地区有不同的贡献率。 （2）通过简单相关和偏相关分析，从定量角度阐明居民地和不同类型道路之间的相关关系和相关程度。其中，在简单相关系分析中, 高速公路与居民地面积最为相关，二级公路与居民地斑块个数最为相关；在偏相关分析中, 高速公路与居民地面积、高速公路与居民地斑块个数都最为相关，且表现出极显著相关（p<0.01）。 人口分布： （1）辽宁省中部城市群人口从1992-2006年来呈现递增趋势，人口继续向不均衡发展，东部人口聚集相对较少，西部人口则较为密集。 （2）从人口密度的增长幅度来看，变化最显著的是人口密度为150-200人/km2的地区，沈阳作为中心城市，是人口增长的热点。人口密度在200人/ km2以上的地区逐渐缩小，而面积渐次扩大，表明辽宁省中部城市群人口更加趋近于聚集性。 （3）人口重心向西南方向偏移， 且仅在沈阳地区内变动，重心移动路径大约3.77km，表明十四年来人口分布变化较小。 本文还对辽宁省中部城市群人口统计数据空间化的方法做了些探讨，设计了以GIS确定量化影响因子、以居民地信息和交通道路信息相结合的方法，成功建立了辽宁省中部城市群的人口数据格网分布表面，并用面插值方法进行平滑。其优势为：①建立的模型更接近于实际的人口分布。②通过面插值平滑方法可以使整个区域的人口数量保持一致。③所建立的模型数学形式简单，更容易设计和改进。

空间直观景观模型LANDIS的灵敏度分析

灵敏度分析是模型验证过程中十分重要的一步，通过将模型中灵敏度高的参数与灵敏度低的参数加以区分，在调整模型参数时只需调整那些对改变模型结果有显著作用的参数，从而能够减轻模型校正过程中的工作量。首先借助于地理信息系统技术和遥感技术，综合林相图、TM影像数据以及林业调查数据库，在大兴安岭呼中林业局为LANDIS模型进行初步建模。在对模型的结构及特点进行分析的基础上，对模型从输入参数的两个部分一空间数据和非空间数据的灵敏度分别展开分析。对空间数据进行灵敏度分析的结果表明，输入图形文件的分辨率对LAND工S模型的模拟结果有显著影响；对非空间数据中几个与树种生活史特征以及千扰特征相关的参数进行灵敏度分析的结果表明，树种寿命、种子有效传播距离以及火干扰概率系数和火干扰面积系数都是较为敏感的参数，而种子最大传播距离及成熟年龄在其不确定性范围内是不敏感的参数。

大兴安岭典型区森林景观变化及人为驱动力分析

森林景观在人类活动影响下的变化规律，是森林景观生态学研究的热点和焦点问题之一，也是森林经理学研究的重要内容。本文以大兴安岭呼中林业局为研究区，呼中自然保护区为其对照，充分利用TM数据、森林的资源清查图件资料和采伐设计资料，结合大量的野外调查，以GIS为核心技术，综合空间分析和各种统计方法，剖析呼中林业局1989-2000森林景观变化过程；分析道路、采伐的时空格局对景观格局和生态功能的影响，旨在更准确地揭示人类活动与森林景观变化的关系；同时为森林景观管理和森林经营提供科学依据。主要结论如下： ①呼中林业局1959-2000年的景观变化主要驱动力是采伐活动：优势类型从原有的大面积连续针叶林转变成大面积针阔混交林；森林景观功能指标，从一种高质量的匀质状态（原始状态）经过一个异质化程度增大（1989年）的过程，又形成一种低质量的匀质状态（2000年）。②采伐量、采伐面积、采伐方式和伐区的时空分布影响森林景观的结构和功能，采伐设计不合理甚至无设计的开发早期，主要导致针叶林面积下降，1989年后采伐，主要导致林龄下降。只要合理经营，该林业局森林有望获得较好的恢复，天保工程的实施为此提供了良好契机。③道路分割生境，使景观破碎化程度增加。移动窗口法判定道路对路旁植被影响阑的宽度为24-34m，且各个等级的道路之间无显著区别。④亚里河林场水源涵养、固土保肥、吸收二氧化碳和释放氧气四项服务功能总价值，1989年1.85亿，2000年1.37亿，下降25.9％。1989-1999年采伐当年损失的生态效益0.67亿元；由于道路的影响，该损失增加2％左右；该损失价值为当年生产木材所创造的经济效益的2倍。⑤呼中林业局野生动物的最适宜生境面积十年间减少41％，分布趋于破碎化；道路的存在使野生动物的适宜生境面积分别下降6.7％（1989年）和9.6％（2000年）。

中国新疆塔里木河中下游河流廊道的景观生态学研究

中国西部干旱区是干旱区研究的天然实验场。塔里木河是西部干早区重要的生态河流。塔里木河中下游尉犁一若羌段以沙地景观为基质，以河渠、公路、防护林为连接廊道，草地、盐碱地、湿地、耕地为镶嵌斑块，是典型的干旱区河流廊道景观区域，是南疆第一大城市库尔勒与未来重建的新楼兰的唯一景观廊道，在塔里木河流域的可持续发展中起着重要的连通作用。本文以塔里木河下游绿色走廊为主体的塔里木河中下游河流廊道区域为研究对象，在区域景观生态特征的认识和景观生态建设方略的探讨上，具有重要意义。本文在景观生态学的应用研究中，注重其理论体系的构建。（1）全面收集国内外景观生态学研究的最新进展，提出景观生态学研究的核心研究框架与原理，阐明景观生态学研究的热点和新的领域。干旱区多功能景观研究，有着极其广阔的理论与实践上的创新潜力。根据以往研究成果，揭示中国西部干旱区的景观生态特征，展望其关键研究领域的前景和方向，其中绿洲研究、湿地研究、廊道研究和景观生态建设研究，各具特有的角度，又有相互的联系，最具景观生态学研究的特质和潜质。（2）收集卫星影像资料并进行解译（1980年MS航片校正、1990年TM、2000年TM），以土地利用类型为基础，以塔里木河中下游河流廊道区域现状为参照，建立了干早区河流廊道景观区域景观生态分类体系，结合野外植被和土壤调查，以及相关图件，全面研究了各类研究区景观的土壤和植物生态属性与功能特征。（3）通过景观格局指数的计算，以及景观类型的转换矩阵，揭示20世纪80年代以来区域廊道景观格局的变化过程与趋势，结合区域水资源、生态及人文变化，对变化的驱动力因子进行研究。在区域景观尺度上，构建景观生态空间分析模式，包括格局指数分析、转移矩阵分析和空间过程分析，并以此寻求区域景观格局变化的驱动力。（4）应用景观生态学原理，确定景观生态功能区划的原则，构建其区划系统。据此划分了三个景观生态功能类型区：①尉犁一卡拉水库段塔里木河一孔雀河中游城镇一绿洲农业区，②卡拉水库一大西海子水库塔里木河下游上中段农垦绿洲区，③大西海子水库一台特玛湖一若羌塔里木河下游下段一车尔臣河下游生态重建和恢复区。通过景观格局指数，对比不同功能区的景观生态差异；根据不同景观生态功能区，不同宽度的河流廊道缓冲带景观格局指数的分析，以及次一级廊道指数的计算，揭示景观廊道区域相关指数的变化规律及其廊道效应。（5）根据干旱区景观生态特点，建立干旱区生态环境质量评价概念模型，以研究区为案例，提出基于遥感和GIS的景观生态环境质量现状与预警指标体系，采用层次分析法，对塔里木河中下游以河流廊道为特征的研究区域进行景观生态评价分析。（6）在了解廊道区域景观时空变化驱动力的基础上，对不同的生态治理方式的景观生态效应进行分析，提出塔河中下游河流廊道区域“大塔里木河”景观生态建设的总体原则（包括减少对沙地基质的干扰，充分利用和适度开发草地资源，保护和恢复湿地景观的多功能性，畅通输水过程以稳定和增加植被覆盖及其多样性与经济性，通过节水灌溉和重视排水减轻次生盐渍化程度），及其相应的景观生态工程设计，确定不同景观生态功能区的景观生态建设与设计的模式与途径（包括生态恢复、生境更新与调整、生态功能重建和生态移民）。

吉林省农安县农田防护林土壤立地因子的研究

本文在广泛野外调查的基础上，彩遥感技术，电子计算机及多种数学方法，对农安县农田防护林土壤立地因子进行了研究，着重探讨了土壤立地因子与林木生长及TM数字图像信息间的关系。研究表明：（1）土壤立地因子与林木生长密切相关，杨树在不同土壤上生长量有明显差异，不同树种其适宜的土壤立地条件不同。（2）主导因子因其所处的生态环境而变，在中南部地区，影响杨树生长的主导因子为土壤可溶性总盐和PH值，而在西北部地区则为有机质及0.25～0.01mm粒级含量，同时配制了多元回归方程，并采用综合因子法把土壤立地因子划分成五线。（3）TM灰度值能够反映土壤立地因子的差异，TM各波段所反映的土壤信息是不同的，建立了土壤立地因子与TM灰度值间的定性及定量关系。这一关系的建立，不仅对土壤遥感解译有重要意义，而且也为从宏观上研究土壤微观属性提供了一条新途径。实践证明，利用TM数字图象来推断某些土壤立地因子和在TM曩像上直接解译立地类型是可行的。