基于GIS的桃源县森林景观格局特征分析

第31卷第7期中南林业科技大学学报

Vo l.31N o.72011年7月Journal of Central South University of Forestry &Technology Jul.2011

收稿日期:2011 02 10

基金项目:国家自然科学基金项目(30972362,31070568)

作者简介:蒋群星(1986 ),女,江西萍乡人,硕士研究生,研究方向:林业系统工程

通讯作者:李际平(1957 ),男,湖南醴陵人,教授,博士,博导,主要从事林业系统工程研究;E -mail:lijipin g@vip 163 com

基于GIS 的桃源县森林景观格局特征分析

蒋群星,李际平,袁晓红,赵春燕

(中南林业科技大学林学院,湖南长沙 410004)

摘要:以空间分析软件A r cG IS 和F rag stats 为技术手段,以常德市桃源县森林资源二类调查数据为基础数据,从斑块类型和斑块两个水平分别选取景观斑块面积、面积比、斑块数、斑块密度、形状指数、分维度、斑块边缘度、斑块对等11个景观指数分析桃源县的森林资源景观格局特征。研究结果表明:阔叶类景观、杉木类景观、经济林景观是桃源县主要的森林景观类型,是桃源县森林资源的重要组成成分,其景观面积分别占20.06%、10.14%和9.86%;从资源丰富度角度看,龙潭镇斑块对多样性丰富、数量多,适合作为多种边缘效应的研究区,西安镇或牯牛山镇适合作为研究杉木与中生阔叶斑块对边缘效应的研究区,泥窝潭乡适合作为杉木与杨树组斑块对的边缘效应研究区。桃源县各斑块对分布情况为各斑块对的边缘效应研究区选定提供了重要依据。关键词:景观生态学;Ar cGIS;景观格局;斑块对;桃源县中图分类号:T P 79

文献标志码:A

文章编号:1673

923X(2011)07

0097

Analysis of forest landscape pattern of Taoyuan county based on GIS

JIA N G Q un -x ing ,L I J-i ping,YU A N Xiao -hong,ZHA O Chun -yan

(Scho ol of Fo restr y,Central South U niversit y of F or est ry &T echno lo gy ,Chang sha 410004,Hunan,China)

Abstract:Based o n the data o f F or est R eso ur ce Inventor y o f T aoyuan co unty ,11landscape indexes as to tal ar ea,per -centage o f landscape,number of patches,pat ch density,landscape shape index ,per imeter -area f ractal dimensio n,edg e density,pat ch pair and so on wer e used to analysis the fo rest landscape pat tern char act eristic o f T aoy uan count y,Changde city in the patch pater n level as w ell as in patch lev el w ith A rcGIS and F rag stats.T he findings indicate that the bro ad -leav ed for est landsca pe (20.06%),the Chinese fir fo rest landscape (10.14%)and the economic for est land -scape (9.86%)w ere the main components of t he fo rest landscape t ype in T aoyuan co unty.F rom the resour ces abun -dance,Lo ng tan T ow n was rich in patch pair diver sity and quantity and was suitable for mo re edg e -effect r esear ch;X i an to wn and G uniushan to wn wer e suit able for studying the edge -effect of the Chinese fir fo rest and the mesic br oad -leafed forest;N iw otan tow n matches the edg e -effect of Chinese f ir for est and the poplar fo rest v ery w ell.T he distribu -tion of patch pair s in T aoy uan county play s an impo rtant ro le in choosing the edg e -effect r esear ching areas.Key words:eco log y landscape;A rcGIS;landscape patter ns;patch pair;T ao yuan county

森林景观生态学是以研究森林生态系统为主体所构成的景观结构、功能及其变化规律的新兴交叉学科[1-3]。我们常常通过分析景观格局来分析研究区森林资源分布情况。空间格局,广义的讲,它包括

景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置[4]

,是景观生态学中的一个重要概念,具有明显特征的地理实体[5]。尺度是指观察研究对象(物体或过程)的空间分辨度或时间单位[6]

,它标志着对所研究对

中南林业科技大学学报第31卷

象的了解水平。在生态学研究中,空间尺度是指所研究生态系统的面积大小或最小信息单元的空间分辨率水平。景观格局和景观异质性都依时间和空间尺度变化而异[7]。因此在景观空间分析中必须考虑到尺度的制约作用,在一种尺度上通过空间分析得到的结论不可不经研究地推到另一种尺度上去。景观格局特征主要在3个层次上分析:斑块水平、斑块类型水平、整个景观镶嵌体水平[4]。

本研究主要从斑块类型水平和斑块水平2个层次上进行研究。斑块类水平参数:包括景观斑块面积(T A)、面积比(PLAND)、斑块数(NP)、斑块密度(PD)、形状指数(SH APE)、分维度(FRACT)、斑块边缘度(AI)。斑块水平参数:利用斑块对等景观指数来分析研究区的森林资源分布情况。各乡镇斑块对分布特征分析为斑块边缘效应研究的研究区选取提供基本依据,斑块类型水平研究为桃源县森林景观功能、生态环境状况及资源的可持续发展提供依据。

1 研究区域概况

桃源县位于湖南省西北部,县域面积4441.22 km2,主要包括黄石镇、漳江镇、理公港镇、观音寺镇、龙潭镇、茶庵铺镇、西安镇、沙坪镇、桃花源镇、枫树乡、钟家铺乡、太平桥乡、泥窝潭乡、九溪乡、黄甲铺乡、黄甲铺乡等40个乡镇,包括牯牛山林场、天台山林场、桃花源林场、白鹤山林场4个林场。桃源县属中亚热带季风湿润气候,气候特点是冷热四季分明,干湿两季明显,多年平均气温为16 5 。年平均气温分布除南部和西北部山区低于16 0 之外,其余均在16 0~16 5 之间。月平均气温以1月最低,为4 5 ,7月最高,为28 5 ,3~10月皆在10 以上。县域位于雪峰山北端以安化县为中心的多雨区边缘,雨量由南向北递减。年平均降水量为1447 9mm,年平均相对湿度为82%,年日照时数1531 4h,年平均日照率为5%。

2 研究方法

2 1 数据来源与处理

研究主要采用2006年常德市桃源县森林资源二类调查数据,主要包括1 10000的矢量化林相图和二类调查小班数据库。

景观空间格局指数计算时,在GIS中通过属性选择工具,将优势树种重新分成8类。然后,利用Dissolv e工具将林相图中优势树种相同的相邻小班进行融合处理,最后使用Feature to Raster工具将矢量数据栅格化(栅格大小100m 100m),将栅格数据导入Frag stats中进行景观空间格局指数的计算。提取斑块对数据时,按各乡镇分别提取各景观类型斑块图层,将A景观类型斑块做缓冲区分析,得到的结果与B景观类型斑块做共用边分析,即可得到AB斑块对数量。

2 2 景观类型划分

利用ArcGIS软件对桃源县林相图进行处理,以优势树种为主要划分依据,结合西洞庭湖森林景观类型结构特点,将研究区域森林景观归并为杉木类、松类、阔叶类、经济林类、灌木类、柏木类、竹类和非林地等8种景观类型。

2 3 景观空间格局指标分析

利用Frag stats软件强大的统计分析功能,对研究区域的森林景观类型数据进行统计分析,计算出各类景观类型的景观空间格局指标,主要包括景观类型面积、景观类型面积比、景观类型斑块数、斑块密度、形状指数、分维度、斑块边缘度等指标。

2 4 斑块对分布特征分析

边缘效应的空间尺度分为大中小3个尺度类型,即大尺度的生物群区交错带、中尺度的景观类型之间的生态交错带和小尺度的斑块(生态系统)之间的群落交错区。大尺度主要是以植被气候带为标志的生物群区间的边缘效应;中尺度类型主要包括城乡交错带、林草交错带、农牧交错带等类型,是不同生态系统要素的空间交接地带;小尺度水平上是指斑块之间的交错所形成的边缘效应。

斑块对即两个不同景观类型的相邻斑块。研究首次采用斑块对的研究方法,为小尺度水平上边缘效应研究区的选择提供了重要依据,为斑块耦合网络的构建奠定了基础。根据斑块边缘效应调查方法,斑块中心之间设置7个20m 20m样地,加上间距距离,确定最小斑块面积2 5hm2为斑块对分布特征分析的限制条件。研究边缘效应时应尽量选

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蒋群星,等:基于GIS 的桃源县森林景观格局特征分析

用人为干扰较少的斑块对,本研究主要选择人工经营措施较少的马尾松景观、杉木景观、阔叶类景观之间的斑块对进行空间分布分析。

利用ArcGIS 对桃源县林相图进行处理,在各个乡镇范围内,以优势树种为主要划分依据,根据最小面积为2 5hm 2

的限制条件,统计各个乡镇的斑块对分布情况。斑块对主要包括:马尾松与阔叶斑块对、杉木与阔叶斑块对,阔叶细分为杨树组、桉树组、速生阔叶树组、中生阔叶树组、慢生阔叶树组等。

3 主要景观格局指数及计算

3 1 总面积

总面积指整个景观的总面积(hm 2)。它定义了景观的研究范围与尺度,更多的时候,景观总面积往往作为计算其它景观格局指数的基础[8]

。3 2 边界密度

边界密度(D ,m /hm 2

)是一个基于总斑块边界长度(边界栅格数)与以栅格数表示的总面积之比的指标,它也可以用来指示景观或某一类型的破碎化程度。

D =10000E/A 。

(1)

式中:D 为边界密度;E 为景观中所有边界总长度;

A 为景观总面积(以m 2为单位)。3 3 平均斑块面积

平均斑块面积(hm 2)也是一个比较简单又富有生态学意义的格局指标,它既可用来对比不同景观的聚集或破碎程度,也可以指示景观各类型之间的差异。

V A =A /10000N 。

(2)

式中:N 为景观斑块总数:A 为景观总面积(以m

为单位)。

3 4 景观形状指数

I LS =

0.25E

。(3)

式中:I LS 为景观形状指数;E 为景观中所有斑块边界的总长度;A 为景观总面积(以m 2为单位)。景观形状指数的取值一般都大于1,其值越接近1,说明该景观中斑块的形状越接近正方形,当景观中斑块形状不规则或偏离正方形时,景观形状指数增大。3 5 周长面积分维数

L PA FRAC =2/k 。

(4)

式中:L PAFRAC 为周长面积分维数;k 为通过斑块面积(m 2

)的对数与斑块周长(m)的对数回归而得到的直线的斜率。取值范围:1 L PAFRAC 2。周长面积分维数主要用于测定斑块形状的复杂程度。对二维空间的斑块来说,周长面积分维数大于1表示偏离欧几里德几何形状。当斑块边界形状极为复杂时,L PA FRA C 趋于2。

4 结果与分析

4 1 景观格局分析4 1 1 景观组成结构分析

景观类型组成结构是指不同景观要素的种类、数量和相对数量关系,对景观整体结构和功能具有重要的控制作用[9]

。景观类型组成结构可以用景观

要素的斑块数量、面积及其在景观中的分布情况来

反映[10]。

由表1可知,研究区的景观类型主要以非林地景观为主,占总面积的39 52%;其次是森林景观类型中的阔叶类景观、经济林类景观和杉木类景观,面

表1 景观组成结构分析

Table 1 Structure analysis of landscape composition

景观类型面积/hm 2面积比/%斑块数/块斑块数比/%

斑块密度/(块 hm -2)

阔叶类8916520 06760018 880 0852竹类347367 8135398 790 1019杉木类4509010 14720517 900 1598松木类356898 03575714 300 1613灌木类20332

4 572541

6 310 1250柏木类50 00140 010 8000经济林类438539 8669531

7 270 1586

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积比例分别是20 06%、10 14%、9 86%;柏木类面积比例最小,仅占总面积的0 001%。可知,桃源县森林景观类型主要由阔叶类景观、经济林类景观和杉木类景观组成。从斑块数和斑块面积来看,杉木类景观、松木类景观、经济林类景观面积比分别为10 14%、8 03%、9 86%,但斑块数百分比分别为17 9%、14 3%、17 27%,斑块百分比接近面积百分比的两倍,由此可知,这3类景观平均斑块面积较小,斑块破碎化程度较高。4 1 2 景观斑块特征分析

景观类型斑块特征主要是通过斑块规模、形状系数、分维度等指数来反映[11]

。斑块面积越大说明

斑块越完整,形状指数、边缘度、分维度越大说明斑

块形状越复杂。

由表2可知,非林地的平均面积最大,为26 3923hm 2

,变动系数也远远大于其它几种景观类型,主要原因是研究区域居民点、天然水库、湖泊等的零星分布,使其变动系数增大;而且其形状系数、斑块边缘度、分维度也都是最大,表明斑块形状最复杂,由于其边缘形状延伸到其他各个景观类型中,河流、公路等带状地物在要素中的分布,其边缘形状延伸程度更为明显。阔叶类、竹类和灌木类斑块平均面积也很大,均大于8hm 2,其中灌木类、竹类的形状系数却很小,说明形状并不复杂,应该是成带状分布。经济林类形状指数、斑块边缘度、分维度都排第二或三,说明其斑块形状复杂,主要是受人为干扰影响大。柏木类变动系数只有0 3464,应该是其斑块数量少,面积小,且分布均匀。

表2 景观斑块特征分析

Table 2 F eatures analysis of landscape composition

景观类型平均值/hm 2标准差变动系数形状指数边缘度/(m hm -2)

分维度阔叶类11 732216914 4433111 235829 39131 5666竹类9 815212512 755068 520111 43501 5150杉木类6 2582335 4328109 320020 76391 5413松木类6 1992365 8234106 142917 95631 5932灌木类8 0016334 075663 84628 06321 5002柏木类1 250000 34641 80000 0041 1.0000经济林类6 3071548 6231112 367521 00071 5797非林地

26 3923

1714

64 9397

142 1657

53 2268

1 6197

4 2 斑块对分布特征分析

以斑块对数目分布情况分析斑块对在各个乡镇的分布情况,以此从斑块水平上分析桃源县森林景观空间分布特征。桃源县共40个乡镇,为避免数据繁冗,将资源丰富的前10个乡镇的斑块对情况列表分析,结果见表3。

由表3可知:龙潭镇的杉木与杨树组斑块对,马尾松与速生阔叶、中生阔叶、慢生阔叶斑块对,杉木与马尾松斑块对分别为223、4、25、263、114对,斑块对分布较多,资源非常丰富,是桃源县40个乡镇中马尾松与阔叶类斑块对分布最丰富、最全面的乡镇。此外,西安镇和牯牛山镇的杉木与中生阔叶斑

表3 斑块对分布特征分析

Table 3 F eatures analysis of plaque distribution

乡镇名称180 310

180 330

180 360

180 380140 330

140 360

140 380140 180黄石镇0131260416633龙潭镇0730223425263114观音寺镇0032163042119西安镇005095108117钟家铺乡029181863187278牛车河乡0314180214174牯牛山乡00132650011泥窝潭乡1708613101512126太平铺乡

119

140为马尾松组,180为杉木组,310为杨树组,330为速生阔叶树,360为中生阔叶树,380为慢生阔叶树。

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第7期蒋群星,等:基于GIS的桃源县森林景观格局特征分析

块对分别有509和132对,在全县乡镇里排名前两位;钟家铺的杉木与中生阔叶斑块对有29对,位居第一;泥窝潭乡的杉木与杨树组斑块对有17对,是桃源县此类斑块对分布最多的乡。

5 结论

本研究首次采用斑块对分析方法,得到了桃源县各个乡镇的各类斑块对的数量和空间位置,从资源丰富度和空间定位角度为边缘效应的研究区选定提供了科学依据。结合斑块类型分析与斑块对分析方法,更透彻地分析了桃源县森林景观空间的分布情况。

桃源县景观空间格局中除非林地景观外,以阔叶类景观、杉木类景观、经济类景观类型为主要景观类型,其景观面积分别占20 06%、10 14%和9 86%,它们是桃源县森林资源景观的重要组成部分。

非林地景观的面积比例最大,其平均斑块面积也最大,斑块形状非常复杂,其边缘形状延伸程度尤为明显。阔叶类、竹类景观平均斑块面积大于8hm2,但其斑块形状并不复杂,应该是成带状分布。经济林类景观斑块数目多,形状复杂,主要是受人为干扰影响大。柏木类景观数目稀少,分布均匀,形状规则。

从资源丰富度角度看,龙潭镇斑块对多样性大、数量多,适合作为多种边缘效应的研究区,西安镇或牯牛山镇适合作为研究杉木与中生阔叶斑块对边缘效应的研究区,泥窝潭乡适合作为杉木与杨树组斑块对的边缘效应研究区。桃源县各斑块对分布情况为各斑块对的边缘效应研究区选定提供了重要依据。本研究利用GIS技术对桃源县的森林资源二类调查数据进行处理,所得结果只能静态地反映某一时空范围内的森林资源分布情况。

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[本文编校:谢荣秀]

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景观生态学格局过程尺度和等级

景观生态学—格局、过程、尺度与等级邬建国高等教育出版社2000年12月 Landscape Ecology Pattern，Process，Scale and Hierarchy，Higher Education Press 景观生态学中的基本概念起源与发展起源于中欧和东欧，可追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词，并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。Naveh和Lieberman（1984）继承并发展了欧州景观生态学的概念，提出“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支。”在北美，直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。如今，等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用，为该科学增添了新内容和新特点。研究范畴研究对象和内容（1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。（2）景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。（3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化。也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。研究的重点：（1）空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用；（2）格局—过程—尺度之间的相互关系；（3）景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题；（4）人类活动与景观结构、功能的相互关系；（5）景观异质性（或多样性）的维持和管理。格局、过程、尺度格局（Pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。尺度（Scale），广义地讲，是指在研究某一物体或现象是所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。在景观生态学中，尺度往往以粒度（Grain）和幅度（Extent）来表达。空间粒度之景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度指某一现象或事件发生的（或取样的）频率．或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。空间异质性和缀块性空间异质性（Spatial Heterogeneity）是指某种生态变量在空间分布上的不均匀性及其复杂程度。是空间缀块性（Patchness）和空间梯度（Gradient）的综合反映。缀块性强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置关系，比异质性在概念上更为具体化一些。而梯度则指沿某一方向景观特

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高校景观结构分析

景观生态学期末论文高校景观结构分析班级：地理科学11级姓名：10110106汤静指导老师：李玉凤时间： 2013.6

高校景观结构分析高校景观结构分析 ---基于仙林大学城南师大和南邮景观结构对比分析一、引言景观结构是景观生态学研究的主要内容之一，景观结构包括景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。景观结构特征不仅反映了自然界中元素和物质的分布与迁移、物种的分布与迁徙、径流与侵蚀，还反映了诸如交通、人口、文化传播等的人文过程。本文应用ArcGIS 技术对南京市仙林大学城南京师范大学和南京邮电大学建设用地进行景观结构对比分析。根据其功能不同对校园中的斑块进行了分类，使用基本空间单元----斑块的各度量指标定性和定量地分析两所高校在校园景观建设用地方面的异同点。二、区域概况 (一) 区域1：南京师范大学南京师范大学是一所发展中的百年老校，国家“211工程”重点建设的百所高校之一，江苏省属重点高校，也是最先整体搬迁至大学城的高校。学校仙林校区位于南京市东郊，占地面积2105亩，建筑面积31万平方米。与312国道、沪宁高速公路、宁杭高速公路、长江二桥连接的绕城公路以及规划中的二环路形成“井”字形路网，与城区及周边地区交通联系便捷。极具现代感的建筑群、优美宜人的外部环境、高度智能化的图书馆和设施先进的体育场馆，为培育新时代的教师队伍提供了优越的条件，成为新校区建设的典范，并被列为国家“211工程”建设一期项目的标志性成果。 (二) 区域2 南京邮电大学是江苏省人民政府和原信息产业部共建的省属重点高校。南邮仙林校区位于南京亚东新城区文苑路9号，占地2026亩，总建筑面积为56.76万平方米。学校设有16个学院、13个研究院（所、中心）以及研究生部、体育部等教学科研机构，风景优美，环境宜人，在校学生达二万余名，其中博士、硕士研究生2000余名。学校一贯注重科技创新，人才培养工作成绩斐然，并且积极推进对外交流与合作。南京邮电大学有“华夏IT 英才的摇篮”之誉。

基于GIS的桃源县森林景观格局特征分析

第31卷第7期中南林业科技大学学报 Vo l.31N o.72011年7月Journal of Central South University of Forestry &Technology Jul.2011 收稿日期:2011 02 10 基金项目:国家自然科学基金项目(30972362,31070568) 作者简介:蒋群星(1986 ),女,江西萍乡人,硕士研究生,研究方向:林业系统工程通讯作者:李际平(1957 ),男,湖南醴陵人,教授,博士,博导,主要从事林业系统工程研究;E -mail:lijipin g@vip 163 com 基于GIS 的桃源县森林景观格局特征分析蒋群星,李际平,袁晓红,赵春燕 (中南林业科技大学林学院,湖南长沙 410004) 摘要:以空间分析软件A r cG IS 和F rag stats 为技术手段,以常德市桃源县森林资源二类调查数据为基础数据,从斑块类型和斑块两个水平分别选取景观斑块面积、面积比、斑块数、斑块密度、形状指数、分维度、斑块边缘度、斑块对等11个景观指数分析桃源县的森林资源景观格局特征。研究结果表明:阔叶类景观、杉木类景观、经济林景观是桃源县主要的森林景观类型,是桃源县森林资源的重要组成成分,其景观面积分别占20.06%、10.14%和9.86%;从资源丰富度角度看,龙潭镇斑块对多样性丰富、数量多,适合作为多种边缘效应的研究区,西安镇或牯牛山镇适合作为研究杉木与中生阔叶斑块对边缘效应的研究区,泥窝潭乡适合作为杉木与杨树组斑块对的边缘效应研究区。桃源县各斑块对分布情况为各斑块对的边缘效应研究区选定提供了重要依据。关键词:景观生态学;Ar cGIS;景观格局;斑块对;桃源县中图分类号:T P 79 文献标志码:A 文章编号:1673 923X(2011)07 0097 05 Analysis of forest landscape pattern of Taoyuan county based on GIS JIA N G Q un -x ing ,L I J-i ping,YU A N Xiao -hong,ZHA O Chun -yan (Scho ol of Fo restr y,Central South U niversit y of F or est ry &T echno lo gy ,Chang sha 410004,Hunan,China) Abstract:Based o n the data o f F or est R eso ur ce Inventor y o f T aoyuan co unty ,11landscape indexes as to tal ar ea,per -centage o f landscape,number of patches,pat ch density,landscape shape index ,per imeter -area f ractal dimensio n,edg e density,pat ch pair and so on wer e used to analysis the fo rest landscape pat tern char act eristic o f T aoy uan count y,Changde city in the patch pater n level as w ell as in patch lev el w ith A rcGIS and F rag stats.T he findings indicate that the bro ad -leav ed for est landsca pe (20.06%),the Chinese fir fo rest landscape (10.14%)and the economic for est land -scape (9.86%)w ere the main components of t he fo rest landscape t ype in T aoyuan co unty.F rom the resour ces abun -dance,Lo ng tan T ow n was rich in patch pair diver sity and quantity and was suitable for mo re edg e -effect r esear ch;X i an to wn and G uniushan to wn wer e suit able for studying the edge -effect of the Chinese fir fo rest and the mesic br oad -leafed forest;N iw otan tow n matches the edg e -effect of Chinese f ir for est and the poplar fo rest v ery w ell.T he distribu -tion of patch pair s in T aoy uan county play s an impo rtant ro le in choosing the edg e -effect r esear ching areas.Key words:eco log y landscape;A rcGIS;landscape patter ns;patch pair;T ao yuan county 森林景观生态学是以研究森林生态系统为主体所构成的景观结构、功能及其变化规律的新兴交叉学科[1-3]。我们常常通过分析景观格局来分析研究区森林资源分布情况。空间格局,广义的讲,它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置[4] ,是景观生态学中的一个重要概念,具有明显特征的地理实体[5]。尺度是指观察研究对象(物体或过程)的空间分辨度或时间单位[6] ,它标志着对所研究对

城绿地景观结构分析与生态规划

摘要：城市化是人类社会发展的必然趋势，也是经济发展和科技进步的必然产物，是一个国家实现现代化的重要标志。城市化过程在推动人类文明高速发展，促进社会物质财富和精神财富迅速增长的同时，也毫无疑问地给人类带来了一系列迫切需要解决的生态环境和人居环境问题，并已经成为人类生存和社会经济可持续发展进程中面临的主要问题之一。城市景观生态研究，作为宏观领域生态学…… 关键词：城市化；生态环境；城市景观；生态研究 Abstract: It is inevitable outcome that city turn that the inevitable trend that the human society develop, is also an economy to develop to progresses with the technology, is a nation to realize modern and important marking.The city turns the process in push human civilization high speed develop, promote social material wealth with spirit wealth quickly increase of at the same time, and also beyond all doubtly, brought mankind a series of urgent the ecosystem environment that demand resolve with person reside environment problem, and already became mankind exist with social economy can kept on develop progress, one of the key problem that face.The city landscape ecosystem studies, being used as the macroscopic realm ecology …… Key words: The city turns the city landscape ecosystem environment ecosystem research

基于GIS与Fragstats的海南岛森林景观格局研究_周亚东_周兆德

77第35卷中南林业科技大学学报各测量指标小区间均差异显著。另外，同一处理不同降雨下氮的流失量较为稳定，而磷、钾的流失则随月份增加有加重的趋势，这很有可能跟果树后期施用含磷、钾的肥料多有关。 3.4 重金属流失 3次降雨条件下不同处理小区径流水样重金属流失见表5。从表5看出，3次降雨观测的7种重金属流失小区间均差异显著，处理1＜处理2＜处理3，说明生草，无论是人工植草或自然生杂草，对重金属均能起到显著削减作用。以处理1和处理2的3 次降雨平均数比较，前者比后者Ni减少32.8%， Cu减少59.4%，Cr减少33%，Zn减少82.9%，Pb 减少64.1%，Cd减少3.8%，Hg减少31.1%。表 5 不同处理小区径流水样重金属流失 Table 5 Losses of heavy metal in runoff water samples in three field treatment plots 降雨小区处理Ni /(μg·mL-1)Cu /(μg·mL-1)Cr /(μg·mL-1)Zn /(μg·mL-1)Pb /(μg·mL-1)Cd /(μg·mL-1)Hg /(ng·mL-1) I 10.000 1 c0.001 8 c0.002 1 b0.000 9 c0.003 8 b0.001 0 b0.120 c 20.000 6 b0.004 0 b0.003 7 a0.014 7 b0.003 4 c/0.254 a 30.002 1 a0.005 4 a0.003 6 a0.022 1 a0.005 3 a0.001 5 a0.154 b II 10.001 4 b0.004 7 c0.001 9 c 0.005 3 c0.002 3 c0.001 5 a0.046 b 20.001 4 b0.014 2 a0.003 7 a0.018 0 a0.007 9 b/0.100 a 30.002 6 a0.011 2 b0.003 3 b0.014 7 b0.013 9 a0.001 2 b0.042 b III 10.001 7 c0.017 4 b0.003 4 b0.022 9 b0.016 5 b0.001 2 b0.190 b 20.004 4 a 0.027 3 a0.003 9 a0.056 1 a0.098 5 a0.001 6 a0.272 a 30.002 8 b0.007 3 c0.0029 c0.004 0 c0.006 7 c/ 0.100 c 3次降雨平均10.001 4 0.004 6 0.002 3 0.003 40.004 3 0.001 3 0.088 7 20.002 1 0.011 3 0.003 4 0.019 90.011 9 0.001 3 0.128 7 30.002 1 0.015 2 0.003 8 0.029 60.036 6 0.001 6 0.208 7 表 4 不同处理小区径流水样中氮、磷、钾的流失?Table 4 Losses of nitrogen, phosphorus and potassium in runoff water samples in three field treatment plots 降雨处理pH值全氮 /(μg·mL-1) 全磷 /(μg·mL-1) 全钾 /(μg·mL-1) I 1 6.89 c/ 0.0001 c 2.96 c 27.18 b/ 0.076 b15.04 b 37.23 a/0.29 a20.28 a II 1 6.60 c 1.58 c0.02 c 4.66 c 2 6.91 b 3.80 a0.70 b31.6 3 b 37.25 a 3.36 b0.9 4 a62.96 a III 17.05 c 1.56 c0.13 c23.89 c 27.07 b 4.11 a0.43 b46.29 b 37.31 a 3.00 b 2.28 a178.70 a 3次降雨平均1 6.85 1.570.05 10.50 27.05 3.96 0.40 30.99 37.26 3.18 1.1787.31 ?“/”表示结果小于检出限。同列字母相同表示差异显著，不同则表示差异著。下同。 4 结论（1) 成熟果园的水土流失往往被忽视。本试验说明，即使是修建了梯田的成熟果园，如果缺乏其它水土保持措施，在降雨强度大时，水土流失仍然十分严重，同时伴随氮磷钾的流失。（2)果园水土流失中存在重金属污染现象。现有研究表明，重金属主要来自于污水灌溉、化肥农药的大量使用、城市垃圾等。因此，果园需要更加环保、清洁的田间管理。（3)植被过滤带拦截径流和泥沙等方面发挥重要作用[9]。因此，作为一种过滤带，无论是人工植草还是自然生杂草，对防治水土流失及重金属污染方面均有很好的效果。在成熟脐橙果园，如何有效地控制自然生杂草、发挥其水土保持作用应当在今后的研究中加以重视。参考文献： [1] 吴电明,夏立忠扣,俞元春,等.坡耕地氮磷流失及其控制技术研究进展[J].土壤,2009,41(6):857-861. [2] 方少文,杨洁.江西省红壤土壤侵蚀与防治技术研究[M]. 郑州:黄河水利出版社,2010:21-28. [3] 莫明浩,方少文,涂安国,等.水土流失面源污染及其防控研究综述[J].中国水土保持,2012,(6):32-33. [4] 李秋芳,宋维峰.农业面源污染及其防治对策研究进展[J]. 亚热带水土保持,2012,24(2):23-26. [5] 李德荣,董闻达,王锋尖,等.红壤坡地果园不同水土保持措施对磷素流失的影响[J].水土保持学报,2004,18(4):81-84. [6] 牟信刚,陈为峰,史衍玺,等.不同措施在防治山地果园水土流失及面源污染中的应用研究[J].环境污染与防治,2007, 29(12): 916-919. （下转第89页）网络出版时间：2015-04-27 15:56 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/5e9488640.html,/kcms/detail/43.1470.S.20150427.1556.028.html

城市景观格局及绿地系统结构分析——以聊城市为例

山东农业大学学报(自然科学版)，2007，38(1)：15-20 城市景观格局及绿地系统结构分析——以聊城市为例赵红霞 1，汤庚国 1，张秀省 2，郭帅 2 (1.南京林业大学森林资源与环境学院，江苏南京210037；2.聊城大学农学院，山东聊城 252000) 摘要：本文采用高分辨率的IKONOS卫星遥感影像，在地理信息系统（GIS）的支持下，运用景观生态学的原理和方法，对聊城市景观格局及其绿地系统结构进行了分析。结果表明：城区景观特色鲜明，为“城中有水，水中有城”格局，主要由建筑、道路、绿地和水体四种景观组成单元构成；绿地系统由斑块绿地和廊道绿地共同组成，斑块绿地为其主要组成部分并在城区中呈随机分布，绿地总面积为市区景观的33.71%。在现状分析的基础上，提出聊城市城市绿化建设建议。关键词：城市景观，绿地系统，空间格局，斑块，廊道中图分类号：TU986.2 文献标识码：A 文章编号：1000-2324(2007)01-0015-06 收稿日期：2006-10-01 项目基金：作者简介：赵红霞（1976- ），女，山东烟台人，博士研究生，主要从事园林绿地规划设计工作。 *通讯作者：Author for correspence. E-mail: ;; tang@https://www.360docs.net/doc/5e9488640.html, AN ANALYSIS OF URBAN LANDSCAPE PATTERN AND GREEN SPACES SYSTEM STRUCTURE: A CASE STUDY OF LIAOCHENG ZHAO Hong-xia 1,TANG Geng-guo 1,ZHANG Xiu-sheng 2,GUO Shuai 2 (1.College of Forest Resources and Environment Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;2.Agricultural college of Liaocheng University,Liaocheng 252000,china) Abstract:In this paper, landscape pattern and green spaces system structure in the Liaocheng city were analyzed by using the high-resolution data of IKONOS satellite remote sensing image, Geography information systems and the fundamentals of landscape ecology. The results showed that the landscape of city was distinct, forming a water-in-city and city-in-water pattern, the city was consisted of four landscape elements: builds, roads, green spaces and water; The green patches and green corridors constitute the green spaces

森林景观格局研究进展

森林景观格局研究进展森林经理学吴兆艳 2009116022013 摘要：森林在生态系统中发挥着不可替代的作用，景观尺度上的森林景观格局与生态过程研究已经成为当前森林的研究热点。在阐明森林及其景观格局与过程概念的基础上,综述了现在森林景观格局与过程的研究内容、研究方法的进展情况,指出了以下几个方面有望成为今后森林景观研究的发展方向以及在森林景观格局的不足之处。关键词：森林景观；景观格局；3S技术；景观指数 Abstract:Forest ecological system in plays an irreplaceable role on landscape scale, the forest landscape patterns and ecological processes of forest has become the hotspot. The forest and landscape patterns and process on the basis of the concept of forest landscape pattern are reviewed and the process is the research contents, the research methods of progress, pointed out the following aspects are expected to become the future research direction of development of forest landscape in the forest landscape pattern and the deficiencies. Keywords: Forest landscape, The landscape pattern, 3S technology, Landscape index 1.森林景观森林景观是以森林生态系统为主体所构成的景观。森林景观生态研究的对象是以森林生态系统为主体所构成的森林景观，也包括森林在景观整体格局和功能中发挥重要作用的其他类型的景观。其目的在于通过对森林景观结构、功能、动态变化以及它们之间的相互影响和控制机制的研究，揭示基本的科学规律，以达到对其调控的目的。 2.景观格局景观格局( landscape pattern)即景观结构,广义包括景观组成单元的类型、

景观生态学空间格局分析方法综述

景观生态学课程论文景观生态学景观格局分析方法综述

目录摘要 ................................................................................................................................ I 引言 . (1) 1 景观生态学的格局分析方法 (1) 1.1景观格局分析概述 (1) 1.2景观空间格局指数 (1) 1.2.1景观单元特征指数 (1) 1.2.2景观异质性指数 (2) 1.2.3景观指数的实例应用 (3) 1.3景观分析的统计学方法 (4) 2不同类型景观格局分析方法及案例 (4) 2.1基于GIS 的山林地区的景观格局分析方法——以宁远县为例 (4) 2.1.1研究区域概况 (4) 2.1.2研究数据与处理 (5) 2.1.3土地利用分类系统 (5) 2.1.4研究方法——景观空间格局指数分析法 (5) 2.1.5景观格局特征指数变化结果分析 (6) 2.2基于GIS干旱区绿洲城市景观格局分析方法——以石河子市为例 (7) 2.2.1研究区域概况 (7) 2.2.2研究数据与处理 (7) 2.2.3景观格局指数分析 (8) 2.2.4城市景观格局总体变化特征结果分析 (9) 2.3城市湿地公园景观格局分析——以白鹭湾湿地公园为例 (10) 2.3.1研究区域概况 (11) 2.3.2研究数据与处理 (11) 2.3.3景观空间格局特征指数分析研究方法 (11) 2.3.4结果与分析 (12) 3 结语 (13) 参考文献 (14)

国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展

国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展摘要：自上世纪80 代景观生态学被引入中国以来，针对景观格局的研究发展迅猛，尤其是进入21 世纪后，相关的理论与应用研究文献数量直线上升，取得了可观的研究成果。本文从景观格局的含义内涵入手，对近20年来国内外对于景观格局指数空间分析和景观格局动态演变上的研究做了较为简要的综述，并对景观格局理论的研究进展及其在不同领域的应用进行了分析和论述，提出了研究的热点和发展趋势，为今后应用于实际的研究提供参考。关键字：景观生态学景观格局分析景观指数动态

Domestic and foreign landscape pattern analysis and landscape pattern evolution research progress Abstract:Since the 1980s and landscape ecology since being introduced to China, aiming at the rapid development of the landscape pattern research, especially in the 21st century, the related theoretical research and practical application document number upwards, gained considerable research achievements.This article from the landscape pattern, the meaning of connotation of both at home and abroad in recent 20 years for landscape pattern index spatial analysis and landscape pattern on the dynamic evolution research done in a more briefly summarized, and the theory of landscape patterns research progress and application in different fields is analyzed and discussed, puts forward research hot spot and the development trend in future application in practical research to provide the reference. Keywords：Landscape ecology, landscape pattern analysis, landscape index, dynamic

景观格局指数53389

指同一类型的景观要素斑块呈平行分布。如：侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的林地。 5）特定的组合或空间联结格局指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实例；如平原的稻田区很少有大片林地出现。三、景观格局分析的概念景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系。研究空间异质性自然会用到一些已经在生态学中应用的空间割据分析方法，同时又有必要发展新的方法来弥补传统方法的不足。研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。景观格局分析方法：用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。他们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。如何定量地分析景观格局是景观生态学一个重要而具有挑战性的研究课题。生态学中长期以来缺乏将空间格局、生态学过程和尺度结合到一起来研究，而景观生态学的一系列研究方法正是强调这三者的相互关系。这一点已成为景观生态学与其它生态学科的主要区别之一。通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。从格局到过程的推绎仍然是景观生态学面临的一大挑战。

景观空间格局指标及其分析方法

2.5景观空间格局指标及其分析方法对景观空间格局的定量描述是分析景观结构功能及过程的基础。景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置．它是景观异质性的具体表现(傅伯杰等，2001)，是自然、生物和社会要素之间相互作用的结果。通常，景观空间格局可以用景观格局指数来度量，景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标(邬建国，2000)。 2.5.1斑块面积(A)和斑块周长(P)斑块面积和斑块周长是描述景观斑块形态特征和景观空间格局分析的基础。斑块的面积可以反映湿地景观类型／覆盖斑块的基本特征．斑块的大小直接影响单位面积的生物量、生产力及物种组成和多样性(蒋卫国等，2003)。 2.5.2景观的破碎化指数(C)景观的破碎化指数是指景观被分割的破碎程度．该指数的研究对景观中生物和资源的保护具有十分重要的意义(陈鹏，2O05)。其表达式为：C=MPS x(Nf 1)／Nc式中．MPS为景观中各类斑块的平均斑块面积，Nf是某～种景观类型的斑块总数，Nc是景观总面积。通过景观破碎化分析可以从一定的角度对景观的稳定性和人类干扰程度进行适当评价。 2.5.3斑块的分维数(D) 斑块的分维数主要揭示斑块及斑块组成的景观的形状和面积大小之间的相互关系，它反映了在一定的观测尺度上斑块和景观格局的复杂程度，表达式是：D = 2Ig(P／4)／Ig(A) 式中，P为斑块周长，A为斑块面积，D为分维数，且满足1≤D≤2。D 值越大，反映斑块的形状越复杂；当D=1时，斑块形状为简单的欧几

里德正方形(阎传海等，2003)。

景观格局指数 (2)

第一节概念一、景观格局的概念主要指空间格局，包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。如不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。景观格局研究在生态学文献中占有很大比重，成为景观生态学研究的焦点之一。二、景观格局的基本类型对景观格局的认识并没有一定的标准，不同的目的、不同的角度可以将景观格局分成不同的类型。著名的美国生态学家福尔曼针对不同的景观格局和结构类型进行了分类与归纳，如下： 1）规则或均匀分布格局指某一特定类型景观要素间的距离相对一致的一种景观。大面积林区长期的规则式采伐和更新造成的森林景观、平原农田林网控制下的景观都属于规则式均匀格局。 2）聚集（团聚）型分布格局同一类型的景观要素斑块相对聚集在一起，同类景观要素相对集中，在景观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景观中。如：在丘陵农业景观中，农田多聚集在村庄附近或道路的一端。 3）线状格局指同一类景观要素的斑块呈线性分布。如：沿公路零散分布的房屋，干旱地区（或山地）沿河分布的耕地。 4）平行格局指同一类型的景观要素斑块呈平行分布。如：侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的林地。 5）特定的组合或空间联结格局指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实例；如平原的稻田区很少有大片林地出现。三、景观格局分析的概念景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系。研究空间异质性自然会用到一些已经在生态学中应用的空间割据分析方法，同时又有必要发展新的方法来弥补传统方法的不足。研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。景观格局分析方法：用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。他们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。如何定量地分析景观格局是景观生态学一个重要而具有挑战性的研究课题。生态学中长期以来缺乏将空间格局、生态学过程和尺度结合到一起来研究，而景观生态学的一系列研究方法正是强调这三者的相互关系。这一点已成为景观生态学与其它生态学科的主要区别之一。通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。从格局到过程的推绎仍然是景观生态学面临的一大挑战。第二节景观格局分析的基本步骤

农田景观格局演变规律分析

农田景观格局演变规律分析农田景观格局是人类及其环境空间分布差异的表现，是由人为干扰形成的，规模、形状、结构和质地各异，排列不同的农田景观要素共同作用的表现，是各种复杂的自然和社会条件相互作用的结果。同时，农田景观格局也制约和影响着各种生态过程。农田斑块的大小、形状和廊道的构成将影响到农田内农作物和其他物种的丰度、分布、生产力及抗干扰能力。农田景观格局是包括干扰在内的一切生态过程作用于农田景观的结果。在不同时间和空间尺度上，不同农田生态学过程的作用结果也不同。因此，理解与把握农田景观格局演变的生态学规律和研究农田景规格局与生态过程之间相互关系对重建农田景观格局、预测农田景观发展趋势和农田景观管理有重要意义。 1 农田景观演变过程农业是人类社会最基本的物质生产部门，种植业生产的场地是农田，人类通过社会劳动，对原有自然生态系统演变过程及其所处的环境条件进行干预，从而获得适合农作物生长的耕地。作为农作物生产的农田还要有人类生产劳动对其景观过程的干预，这种干预必须符合农作物生长发育的自然规律，又符合社会经济发展的客观规律。这种干预的有效性，一方面取决于人类对自然界景观演变规律的认识程度和干预手段的先进程度；另一方面又必然受社会经济条件的制约，这样就构成了农田景观过程的二重性。受农田景观过程二重性影响，农田生产规模随社会经济的发展而不断扩大，人类对农田景观过程的干预能力，是随科学技术的进步而不断提高。农田景观格局演变集中体现了农田景观过程二重性的特点，在农田建设的初级阶段，农田景观格局明显表现出对自然环境的适应性特征，随着人们生产技术的进步，农田景观格局更多的体现在人与自然的和谐。在这样的过程下，农田景观格局大致经历了短期或定期零星农田、长期集中连片农田和配套集约化农田的发展历程。