长沙市景观破碎化时空分异特征研究

引用本文

洪鸿加, 彭晓春, 陈志良, 张杏杏, 刘强. 长沙市景观破碎化时空分异特征研究[J]. 国土资源遥感, 2011,23(1): 133-137
HONG Hong-jia, PENG Xiao-chun, CHEN Zhi-liang, ZHANG Xing-xing, Liu Qiang. The Investigation of Spatiotemporal Patterns of Landscape Fragmentation during Rapid Urbanization in Changsha City[J]. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES,2011,23(1): 133-137 复制到剪切板

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《国土资源遥感》编辑部

长沙市景观破碎化时空分异特征研究

洪鸿加^1,², 彭晓春¹, 陈志良¹, 张杏杏^1,², 刘强^1,²

1.环境保护部华南环境科学研究所,广州 510655

2.湖南农业大学,长沙 410128

通讯作者:彭晓春(1973-),男,副教授,主要从事环境规划与管理方面的研究。Email:xchpeng@126.com。

第一作者简介: 洪鸿加(1984- ),男,硕士研究生,主要从事3S技术在环境规划与管理中应用方面的研究。

收稿日期: 2010-06-15

基金: “十一五”国家科技支撑计划重点项目(编号: 2007BAC16B08)

摘要

基于2000年长沙市1:10万土地利用图,利用ERDAS软件对1989年、2006年的遥感图像进行解译; 在地理信息系统软件ArcGIS和景观格局分析软件Fragstats支持下,以城镇建设空间重心为中心,分别选取东西、南北景观样带(40 km×8 km)和8个不同半径的同心圆缓冲区,用斑块密度、边界密度、平均斑块分维数、蔓延度指数及香农多样性指数等指标,定量分析长沙市景观破碎化时空分异特征。研究结果表明: ①相对于1989年,2006年长沙市城市建设用地空间重心向东偏南约75°角方向移动了2.45 km; ②随着城市化的不断推进,城镇建设不断以圈层式空间形态向外扩张,对近郊地区的景观生态格局造成较大的影响; ③“城市-乡村”样带研究表明,城市集聚效应明显,市中心景观破碎化程度较小,连通性较好,近郊地区土地利用类型多样,景观异质性变化显著,各斑块被边界割裂的程度高,连通性差,破碎化程度高。

关键词: 景观破碎化; 移动窗口; 梯度分析; 空间重心; 长沙市

中图分类号:X171.1 文献标志码:A 文章编号:1001-070X(2011)01-0133-05

The Investigation of Spatiotemporal Patterns of Landscape Fragmentation during Rapid Urbanization in Changsha City

HONG Hong-jia^1,², PENG Xiao-chun¹, CHEN Zhi-liang¹, ZHANG Xing-xing^1,², Liu Qiang^1,²

1.South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection of China, Guangzhou 510655, China

2.Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China

Abstract

Based on Remote Sensing and GIS, this paper quantified the landscape fragmentation of Changsha city by using landscape pattern metrics such as patch density, edge density, mean patch fractal dimension, landscape contagion index and Shannon diversity index. To reflect the spatial change in landscape fragmentation from the extent of human influence on the environment, the authors selected two transects in the orientation from north to south (N-S,40 km×8 km) and from west to east (W-E, 40 km×8 km) through Changsha’s spatial gravity center. Eight concentric areas with different radii from Changsha’s spatial gravity center were also selected to analyze the temporal change in landscape fragmentation. The results show that the spatial gravity center has moved 2.45 km in east-southeast direction for about 75°. The outward expansion of the construction land in the form of concentric zone model has a great impact on the landscape pattern of the suburbs. The study of urban-to-rural transects has also showed that the agglomeration effects in urban areas are obvious. In contrast to the city center, fragmentation of landscape has been increasing and spatial heterogeneity has been changing dramatically in suburban areas.

Keyword: Landscape fragmentation; Moving window; Gradient analysis; Spatial gravity center; Changsha city

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0 引言

景观格局及其变化是自然、社会和生物要素相互作用的结果, 人类活动加剧导致景观破碎化, 从而对生态系统产生一系列的影响, 损害生态系统的健康和完整性, 导致生态系统服务功能发生变化^[1]。景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小, 斑块形状趋于不规则, 内部生境面积缩小, 廊道被截断以及斑块彼此隔离^[2]。快速城市化的过程更导致城市景观格局发生巨大变化, 使整个景观破碎化以及土地利用方式发生改变, 引起城市生态系统功能发生变化, 使其不能充分发挥人类居住、休闲、工作与生活的功能。目前, 国内外学者针对景观破碎化开展了大量研究, 主要集中在城市区域^{[3, 4, 5]}、森林景观^{[6, 7, 8]}及滨海流域^{[9, 10]}等方面, 但研究对象大部分以行政边界为单位的区域, 较少针对中心城区的扩展对景观破碎度的影响进行分析研究, 针对性不够明显。

为更好地分析城镇化建设对城市周边景观生态造成的影响, 本文以快速城市化背景下的长沙市为研究对象, 以城镇重心为中心, 选取东西、南北双方向的景观样带和不同半径的景观缓冲区, 在分析各景观类型面积、周长和斑块数等基本景观特征的基础上, 选取斑块密度(NP)、边界密度(ED)、平均斑块分维数(MPFD)、蔓延度指数(CONTAG)及香农多样性指数(SHDI)等指标, 利用移动窗口法(Moving Window)对景观指数进行计算, 分析城市化下长沙市景观破碎度时空分异特征, 为长沙市城市规划及生态建设提供合理化建议和数据支持。本研究拟解决的问题主要有以下3个方面: ①不同时期内长沙市城市建设空间重心的转移趋势; ②随着时间的推移, 不同区域景观特征随时间变化的规律; ③景观破碎度随着其距离城市建设重心的远近所呈现的变化规律。

1 研究方法

1.1 研究区概况

长沙市是湖南省“ 一点一线” 、“ 长株潭一体化” 、“ 3+5” 及“ 中部崛起” 等发展战略的核心区域。地理坐标介于东经111° 53'~114° 15', 北纬27° 51'~28° 41'之间, 东西长约230 km, 南北宽约88 km。全市土地面积11 819 km²。长沙市地处中亚热带气候带, 气候温和, 多年平均气温17℃, 无霜期286 d, 年降雨量约1 500 mm, 气候适合各种农作物的生长, 历史上素有“ 鱼米之乡” 美称。

1.2 数据源及其处理

以长沙市1989年和2006年Landsat TM/ETM遥感图像为主要数据源, 辅以2000年长沙市土地利用数据, 利用ERDAS软件对遥感图像进行波段选择与组合、统一投影坐标系统、几何精纠正及数据融合等预处理; 利用监督分类法将长沙市景观类型分为耕地、林地、草地、城镇用地、水体和未利用土地6种类型, 并对分类结果进行精度检验, Kappa系数均达到0.85以上, 符合研究要求; 将以上数据转化到统一的坐标系和投影下, 所采用的投影为等面积割圆锥投影, 椭球体为Krasovsky椭球体; 利用ArcGIS软件对矢量数据进行空间分析, 计算城镇建设用地的空间重心, 比较不同时期城镇化空间重心的转移趋势; 构建不同半径缓冲区, 进行数据裁剪, 为景观破碎度的计算提供基础数据; 利用ArcGIS软件数据格式转换模块, 将矢量数据转换成像元大小为30 m× 30 m的栅格数据, 利用景观格局分析软件Fragstats 3.3进行景观格局指数计算, 并对景观破碎度进行分析。

1.3 景观破碎度分析

1.3.1 选取参数

由于大部分景观格局指数具有很强的相关性和片面性, 往往存在冗余和局限性^{[11, 12]}。本研究根据梯度分析的需要, 在计算景观组分面积、周长和斑块数指数的基础上, 选取斑块密度指数(NP)、边界密度指数(ED)、平均斑块分维数(MPFD)、蔓延度指数(CONTAG)及香农多样性指数(SHDI)等指标, 利用移动窗口法定量分析景观格局基本特征及其破碎化情况, 有关指数的详细介绍分别见文献^{[13, 14, 15]}。

1.3.2 研究方法

结合各种景观格局指标, 利用不同的技术手段对长沙市景观破碎度进行分析, 主要技术方法如下:

(1)景观格局总体特征分析方法。将解译后的长沙市景观土地利用矢量数据转换成像元大小为30 m× 30 m的栅格数据, 利用Fragstats 3.3软件计算景观格局指数。

(2)城市化建设重心的变化。空间重心是描述地理对象空间分布的一个重要指标, 常用于城市演变、土地利用类型变化研究。土地利用的空间变化还可以通过其重心迁移进行定量化分析。本研究通过在ArcGIS属性表中添加地理坐标x、y字段, 利用Field Calculator得出其数值并计算其空间重心。土地利用重心坐标计算方法为

$\begin{matrix} \{\begin{matrix} x = \overset{n}{\sum_{i = 1}} (C_{i} x_{i}) / \overset{n}{\sum_{i = 1}} C_{i} \\ y = \overset{n}{\sum_{i = 1}} (C_{i} y_{i}) / \overset{n}{\sum_{i = 1}} C_{i} \end{matrix} \end{matrix}$ (1)

式中, x、y表示每种土地利用类型的重心坐标; C_i表示土地利用类型第i个斑块的面积; x_i、y_i分别表示第i个斑块的重心坐标。

(3)不同区域景观破碎度分析。为研究城镇建设扩张对不同区域景观破碎度的影响, 以城镇建设空间重心为中心, 以2 km为递增单元, 建立8个同心圆缓冲区, 利用ArcGIS中Clip工具对不同时期长沙市土地利用矢量图进行裁剪, 提取目标信息, 并利用Convert工具将其转化成30 m× 30 m的栅格数据, 利用Fragstats 3.3进行景观格局计算。

(4)“ 城市-乡村” 样带景观破碎度分析。为研究城乡景观格局的梯度变化, 以2006年长沙市土地利用栅格图为研究对象, 分别选取以长沙市区城镇建设空间重心为中心的长40 km、宽8 km的贯穿东西、南北方向两条样带。移动窗口法是观察景观格局指数空间变异状况的有效手段, 通过将景观指数与有关环境因素相联系, 能更好地将景观格局与自然、社会经济过程连接起来^[16]。本研究采用移动窗口的方法来减小数据的离散性, 移动步长小于幅度值以产生一些重叠区。移动窗口半径的确定依据研究目的和研究区的幅度^[17], 这里选用窗口半径为2 km。利用Fragstats 3.3计算每个样方的斑块类型水平和景观水平的景观格局指数。

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	图1 长沙市2006年土地利用图及研究样带示意图Fig.1 Land use map and transects of changsha city

2 结果分析

2.1 景观格局总体特征

研究区总面积为11 822.13 km², 总斑块个数由1989年的5 133个增加到2006年的7 161个, 增加比例为39.51%。各景观组分斑块的面积分布极不平衡(表1)。总体来说, 1989年和2006年长沙市景观以林地和耕地为主, 林地为景观基质。其中, 2006年林地面积占总面积比例为62.86%, 比1989年增加了2.71%; 耕地面积占总面积比例为32.09%, 比1989年减少了4.17%; 建设用地面积大量增加, 增加了1.45%; 草地和水域面积比例基本保持不变。

表1 各景观组分斑块的面积比例 Tab.1 Percentage of different landscape pattern (%)

2.2 城市建设用地空间重心分析

长株潭城市群作为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区, 近10 a来发展迅猛, 已成为湖南省经济发展的核心增长极。长沙、株洲及湘潭三市沿湘江呈品字形分布, 两两市中心相距不足40 km, 结构紧凑, 城市间相互吸引作用明显。随着经济社会的发展, 长沙市与位于西南方向的湘潭、东南方向的株洲经济组团关系将进一步密切。城镇建设用地空间重心位移轨迹很好地印证了这点。相对于1989年, 2006年长沙市城市建设用地空间重心向东偏南约75° 方向移动了2.45 km, 如图2所示。

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	图2 长沙市城市建设用地空间重心位移Fig.2 Displacement of spatial gravity center of changsha city construction

2.3 不同区域景观破碎度分析

在城市化快速发展进程中, 长沙市城市建设在老城区的基础上, 不断向近郊区方向扩展, 对近郊生态景观必将带来一定的影响。本研究筛选出6个景观指数, 定量分析长沙市城市景观格局在不同缓冲半径范围内的变化特征, 如图3所示。

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	图3 景观指数缓冲带梯度变化特征Fig.3 Gradient Changes in landscape metrics in concentric areas

从图3可以看出, 随着缓冲区半径的增加, 斑块个数(NPP)不断增加, 2006年斑块个数增加速率大于1989年的, 并在离市中心约7 km地方出现转折点。主要由于1989年城市化规模相对较小, 城市建设向近郊方向扩展不明显, 城镇建设主要集中在0~7 km范围内。尤其在5~7 km的城市近郊地区, 城镇建设用地比较零散, 连通性较差, 破碎度比较大。

边缘密度(ED)与斑块密度(PD)呈相似变化趋势(图3(b)、(c))。在市中心2 km范围内, ED和PD均处于较小值, 1989年和2006年又分别在距市中心6 km和10 km左右处出现峰值, 表明市中心地区城镇建设用地密集, 成片的建设用地聚集, 连通性较好。随着城市的扩张和建设, 近郊地区耕地被不断蚕食, 景观变得更为破碎。

平均斑块分维数(MPFD)描述的是一定尺度上斑块形状的复杂程度及斑块破碎化情况。由图3(d)可知, 2006年MPFD均比1989年的大, 表明随着城市化的进一步发展, 整体上长沙市景观斑块的复杂程度和破碎化程度有所加剧。

蔓延度指数(CONTAG)描述的是景观里不同斑块类型的团聚程度或延展趋势。CONTAG高, 表明景观中的某种优势斑块类型形成了良好的连接性。由图3(e)可知, 两个时期内CONTAG均表现为先下降后略微上升的趋势, 并分别在7 km和10 km处出现最低值。

香农多样性指数(SHDI)可以反映景观异质性, SHDI值越高, 表明土地利用类型越丰富, 破碎化程度越高。由图3(f)可知, SHDI在中心城区的数值远远低于其他地区的数值, 并分别在7 km和10 km处出现峰值, 表明近郊地区破碎化程度大, 不定性的信息含量也比较大。

上述景观指数从不同角度证明了在城市化快速发展的进程中, 城镇建设不断以圈层式空间形态向外扩张, 已对近郊地区的景观生态格局造成了较大影响, 近郊地区斑块密度增大、零散, 连通性较差, 景观破碎化程度加剧。

2.4 “ 城市-乡村” 样带景观破碎度分析

基于移动窗口法生成的景观指数空间分布图, 分别在东西、南北走向的样带上从城市中心到边缘每隔2 km距离进行空间取样, 研究“ 城市-乡村” 样带上景观空间格局梯度变化。为了便于分析景观梯度, 将2006年长沙市城市建设空间重心作为中心, 标记为0 km, 其他样点则根据其中心到0 km点的距离表示, 东、北为正值, 西、南为负值。鉴于东西走向和南北走向的样带景观指数呈现相似的规律, 本文仅以东西走向的样带进行说明, 如图4所示。

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	图4 长沙市东西走向样带景观指数变化趋势Fig.4 Changes in landscape metrics along the west to east transect

可以看出, 斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、平均斑块分维数(MPFD)和香农多样性指数(SHDI)呈现相似的变化规律, 且越靠近市中心变化程度越大, 而远离市中心的变化程度都较小且波动幅度不大, 4个指标均在中心地区出现最低值, 沿着城市中心至郊区的景观梯度逐渐增大, 并在中心西部约10 km, 东部约8 km的地方出现峰值; 蔓延度指数(CONTAG)和聚合度指数(COHESION)在市中心出现峰值, 在西部约10 km, 东部约8 km的地方出现谷值。表明城市集聚效应明显, 市中心景观破碎化程度较小, 连通性较好, 城市近郊地区土地利用类型较为丰富, 景观异质性显著, 各斑块被边界割裂的程度高, 连通性差, 破碎化程度高。

3 结论与展望

本研究将RS、GIS、景观格局指标与梯度分析相结合, 对长沙市1989年、2006年的城镇建设空间重心转移和景观破碎度进行了定量分析。结果表明:

(1)随着长株潭一体化的不断加强, 长沙、株洲及湘潭3个城市间相互吸引作用日益明显, 相对于1989年, 2006年长沙市城市建设用地空间重心向东偏南约75° 方向移动了2.45 km。

(2)在两个时期内, 用以表征景观破碎度的景观指数均具有一致的变化规律, 但在不同的区域出现转折点, 表明随着城市化的不断推进, 城镇建设不断以圈层式空间形态向外扩张, 对近郊地区的景观生态格局造成较大的影响。

(3)“ 城市-乡村” 样带表明城市集聚效应明显, 市中心景观破碎化程度较小, 连通性较好, 近郊地区土地利用丰富, 景观异质性显著, 各斑块被边界割裂的程度高, 连通性差, 破碎化程度高。

然而, 本研究在应用移动窗口法对景观指数空间分布进行计算时, 借鉴了其他学者的经验, 选取的移动窗口半径为2 km, 并未对其他窗口半径情况下的景观指数进行分析比较。如何选择合适的窗口大小以及尺度是后续研究的一个重点。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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马克明, 傅伯杰. 北京东灵山地区景观格局及破碎化评价[J]. 植物生态学报, 2000(3): 1127-1133.

As a result of the disturbance associated with human activities, the zonal vegetation in Donglingshan montane region, Beijing ,— warm temperate zone deciduous broad-leaf forest—has been completely destroyed. Present vegetation consists of secondary vegetation and plantations. By examining vegetation maps, on a GIS platform, and utilizing a number of landscape pattern indices, the landscape pattern of the Donglingshan montane region was analyzed and the degree of fragmentation evaluated. Fragmentation was assessed through measures of patch area, perimeter, number of patches, fractal dimension and landscape diversity. Results showed that, forest and shrub types are the main components of the present vegetation in the montane region. The area of different landscape elements was very uneven, with most landscape types are dispersed among many small areas. The area, perimeter and number of patches of forest areas are smaller than those of shrublands, grasslands and farmlands, however the perimeter and patch densities are higher, indicating a higher degree of fragmentation of forest areas. A power law relationship was found among the mean patch areas and perimeters of all the landscape elements, with a fractal dimension of 1.30, indicating a low degree of patch perimeter complexity in the landscape. The Shannon index of landscape diversity were ranked as follows: element type area (2.262) element type perimeter (2.435) < element type patch number (2.675), while all were smaller than that of equal probability (2.940). All of these results emphasize the highly fragmented condition of the forest landscape in this montane region.

人类活动已将北京东灵山地区地带性原生暖温带落叶阔叶林破坏殆尽。本项研究基于植被图，在地理信息系统(GIS)支持下，选择多种景观格局指数，从斑块面积、斑块数、斑块周长、分形维数和多样性的角度进行了格局分析和破碎化评价。结果表明，该区景观类型以次生林和灌丛为主，面积分布极不均衡，且多呈小面积零散分布。各森林类型的分布面积、周长和斑块数一般小于灌丛、草地和农田，且边界密度和斑块密度较高，显示出较高程度的破碎化。各景观类型的平均斑块面积和周长遵从分形规律，分形维数1.30，景观整体的斑块边界的褶皱程度较低。景观多样性的Shannon指数，景观组分的类型面积(2.262)<类型周长(2.435)<类型斑块数(2.675)，均小于等概率情形(2.940)。上述结果均显示，该区森林景观破碎化程度较高。

... 0 引言景观格局及其变化是自然、社会和生物要素相互作用的结果,人类活动加剧导致景观破碎化,从而对生态系统产生一系列的影响,损害生态系统的健康和完整性,导致生态系统服务功能发生变化^[1] ...

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... 景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小,斑块形状趋于不规则,内部生境面积缩小,廊道被截断以及斑块彼此隔离^[2] ...

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谭丽, 何兴元, 陈玮, 等. 基于QuickBird卫星影像的沈阳城市绿地景观格局梯度分析[J]. 生态学杂志, 2008(7): 524-530.

摘　要：基于2006年QuickBird卫星影像数据解译的沈阳城市绿地分布图，在GIS的支持下，通过幅度效应的研究，在确定出研究区的适宜幅度为5km的基础上，应用梯度分析与景观指数相结合的方法，研究了沈阳城市绿地景观结构及其梯度上的空间特征。结果表明：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；在城市中心，公园绿地为优势类型，而在郊区，农业用地为优势类型；城市绿地整体上破碎化程度高，绿地斑块形状较为复杂；景观水平上，不同景观指数沿样带梯度表现出差异性，表明城市化导致景观的破碎化程度增大，景观异质性增高；斑块密度、景观形状指数和景观聚集度指数具有明显的梯度特征，而最大斑块指数、多样性指数则不明显；景观格局指数和梯度分析相结合是研究城市绿地空间的有力工具。

... 目前,国内外学者针对景观破碎化开展了大量研究,主要集中在城市区域^[3,4,5]、森林景观^[6,7,8]及滨海流域^[9,10]等方面,但研究对象大部分以行政边界为单位的区域,较少针对中心城区的扩展对景观破碎度的影响进行分析研究,针对性不够明显 ...

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以2002年E-TM遥感影像为基础,利用地理信息系统(GIS)技术,选择了多种景观格局指数,分别从斑块面积、斑块周长、斑块数、分形分维数、景观形状指标、最大斑块占景观面积比、多样性和均匀度指标进行格局分析.结果表明:①研究区内景观类型分布不均,较多斑块呈零碎分布.耕地和林地的面积、周长和斑块数较大,是区内优势景观.丘陵旱地和灌木林对景观影响最大,边界褶皱程度较低.②城乡用地(城镇用地除外)和水域斑块平均面积小,破碎化高.其它林地、大于25°的坡地旱地、河渠和城镇用地破碎化严重.③景观组分Shannon多样性指数比较表明:类型斑块数(2.427 9)、类型周长(2.310 0)、类型面积(2.237 5)均小于等概率下的指标(2.708).④城市景观仍未占据主导地位,局部存在有明显的城市扩张.

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王永军, 李团胜, 刘康, 等. 榆林地区景观格局分析及其破碎化评价[J]. 资源科学, 2005(2): 765-770.

Based on land-use map of Yulin prefecture in 1998(scale 1∶500000), and using the geographic information system program ArcWiew, Arc/Info and landscape analysis program Fragstats3.3, the spatial pattern of Yulin prefecture was analyzed and the degree of fragmentation was evaluated primarily using the overall landscape properties, the area properties, the perimeter properties, the numbers of patches of landscape elements, the double-logged fractal dimension and Patch Cohesion Index (COHESION) for Yulin prefecture. The conclusions are drawn as follows: 1) Grassland is the most important landscape type with the largest area in this region, followed by woodland and farmland. Grassland, woodland and farmland control the overall landscape. The area of grassland, woodland and farmland accounts for 93.83 percent in this region. The other landscape types distribution is very small; 2)The mean patch perimeters of settlement, orchard and water are small, showing a higher degree of fragmentation and little influence on landscape. Grassland has the most heterogeneity in the region, followed by woodland and farmland. Grassland ingredient has the highest border density, showing a strong influence on the overall landscape; 3)The patch density of orchard and settlement is higher than the other landscape types, indicating a higher degree of fragmentation of orchard and settlement. At the same time, dry land has the highest patch numbers, and its patch density is higher than grassland and woodland, indicating a higher degree of fragmentation; 4) Fractal dimension is 1.6001, showing a low degree of perimeter complexity in the landscape. The grassland has a highest cohesion index, indicating its integrity and least fragmentation; 5) The COHESION index of grassland is the highest (99.7563) ，and that of the orchard smallest (87.2912). All of the results show that the orchard and settlement is highly fragmentized, and grassland has the highest integrity.

基于1998年榆林地区1∶50万土地利用图,在地理信息系统软件(ArcWiewGIS)和景观格局分析软件Fragstats（栅格版）支持下 ,从景观总体特征、斑块面积、斑块数、斑块周长、分形维数和结合度指数的角度进行了格局分析和破碎化评价。结果表明, 该区草地面积最大，保持的最为完整，以草地、林地和耕地类型为主,三者占全区面积的93.83%。其他类型分布极不均衡,且多呈小面积零散分布。果园、居民地斑块密度较大,说明果园、居民地高度破碎化。同时旱地有最多的斑块数，其斑块密度大于草地和林地，说明它比草地和林地有更高的破碎化。各景观类型的平均斑块面积和周长遵从分形规律,分形维数1.6001,景观整体的斑块边界的褶皱程度不高。草地景观有最高的结合度指数，说明草地的结合度最好，保持的最为完整。上述结果均显示,该区居民地和园地景观破碎化程度较高，旱地比草地和林地有更高的破碎化

2006

0.0

赵安玖, 胡庭兴, 赖长鸿, 等. 区域森林景观破碎化对比分析[J]. 四川农业大学学报, 2006(2): 58-64.

以盆地丘陵区(仁寿县和营山县)和川西地区(道孚县)典型区域的林相图和调查资料为基础,结合林分起源和林种分析,研究了森林景观破碎化特征,针对不同区域景观破碎化的现状,提出了不同区域森林经营的具体措施.结果表明,不同区域林业用地类型的破碎化和主要植被的破碎化差异均显著;由于人为活动干扰,森林破碎化总体上表现为盆中和盆周地区显著高于川西地区;对人类活动的合理调控与管理有利于森林景观恢复与景观安全格局的维持.

2003

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杨国靖, 肖笃宁. 森林景观格局分析及破碎化评价——以祁连山西水自然保护区为例[J]. 生态学杂志, 2003(5): 78-83.

Phytoremediation techniques are showing prospects for the environmental pollution. Phytostabilization and phytoextration of heavy metal in polluted soil by wetland plant were reviewed. Bio-accumulation, bio-transform and bioremediation of the heavy metal by microbe were analyzed. In this paper, the biological mechanism, research progress, the condition for improving accumulation efficiency, and the characteristics of phytoremediation on heavy metal in wetlands were doscussed.

Department of Environment Science & Engineer, Shanghai University, Shanghai 200072, China

生物修复技术是近年来发展起来的一种有前途的污染治理技术,重金属的湿地植物稳定技术和植物萃取技术等植物修复技术是一研究热点;同时,针对微生物对重金属的生物积累、生物转化及生物修复作一分析,重金属的生物修复生理机制及其提高富集效率的条件作一综述,以期推动国内这一国际热点领域的研究.

2005

0.0

王斌, 刘华, 张硕新, 等. 秦岭火地塘林区景观格局破碎度分析[J]. 中国农学通报, 2005(10): 2353-2359.

The original forest landscape pattern of Huoditang forest region had been damaged because of cutting down. After 20 years this region had formed a landscape pattern made of natural secondary forests and plantations. Based on class Ⅱ investigation to forest resources of Huoditang forest region in 1988, the landscape fragmentation of this place was studied. The result shows that the fragmentation of natural secondary forests is lower than plantations and main forests is lower than other forests. The growth habit of trees decides the fragmentation under same outside disturb.

秦岭火地塘林区原生森林景观曾因森林主伐遭到严重破环，经过20多年的恢复，到1988年该地区基本形成以次生天然林和人工林为主的森林景观格局。利用该地区1988年森林资源二类调查资料，对天然及人工干预形成的火地塘林区景观格局破碎化程度进行了分析。结果表明：天然林的破碎化程度比人工林低，并且主要林分破碎度明显低于其它林分，同样外界干扰下，树种的生长习性决定其破碎化程度。

2009

0.0

索安宁, 赵冬至, 高树岗. 基于本底格局的鸭绿江口滨海湿地景观破碎化评价[J]. 生态与农村环境学报, 2009(3): 6-10.

With the aid of the 3S technology,a baseline landscape of the Yalujiang Estuary was established as reference for analysis and assessment of landscape fragmentation of the coastal wetland therein in 1989 and 2005,using indicators,such as natural landscape index,patch density,largest patch index,patch shape index and contagion index.Results show that the baseline landscape is a useful reference for assessment of landscape fragmentation.The wetland landscape of the Yalujiang Estuary tended to break into patches with natural index declining to 89.373% in 1989 and to 86.691% in 2005.Among the different types of wetlands,reed swamps,mudflats and tidal furrows shrank significantly in acreage with natural index falling down to 69.94%,71.49% and 78.42%,respectively in 2005.The index of patch density of wetlands of all the types increased,with that of reed swamps ranked first,being 18.507,and that of mudflats second,being 6.879 in 2005.Mudflats tended to become more complex in shape of patches while the other types displayed a reverse trend.The contagion index remained high for all the types of wetlands in all the periods,suggesting that the various types of wetlands are distributed in cluster in the Yalujiang Estuary.

在3S技术支持下构建了鸭绿江口滨海湿地景观本底格局,并以本底格局为参照,分别对1989年和2005年鸭绿江口滨海湿地景观破碎化过程进行了监测评价。结果表明:湿地本底格局可作为强度开发环境下湿地景观格局破碎化评价的参照依据。与本底格局相比,鸭绿江口湿地景观格局呈持续破碎化趋势,1989年和2005年湿地景观整体自然度分别为89.373%和86.691%。在不同自然湿地景观类型中,芦苇沼泽、滩涂和潮沟面积萎缩幅度较大,2005年其自然度分别为69.94%、71.49%和78.42%;各湿地类型的斑块密度都出现了不同程度的增大,其中芦苇沼泽和滩涂增大最明显,2005年斑块相对密度分别达18.507和6.879;滩涂斑块形状趋于复杂,2005年斑块相对形状指数为1.085,其他湿地类型斑块形状则持续简化;各时期不同自然湿地类型斑块聚集度指数均较高,反映出鸭绿江口各湿地类型多呈聚集分布的空间格局。

2008

0.0

井学辉, 臧润国, 曹磊, 等. 新疆额尔齐斯河流域北屯段景观格局及破碎化[J]. 林业科学, 2008(3): 767-774.

利用多波段遥感影像数据和地理信息系统技术,结合植被图及外业调查,采用多个景观格局指数首次定量分析新疆额尔齐斯河流域景观空间格局及破碎化特征.借助 ERDAS image8.7软件,将额河流域景观类型划分为7大类10小类,其中包括5大类8小类植被类型,影像总的分类精度达到87.2%.5大类植被类型面积比例分别为耕地16.5%、河漫滩林地2.6%、湿地1.6%、草地10.5%、荒漠52.2%.格局指数分析表明;河漫滩林地在景观中呈小斑块分布,其斑块最大周长和最大面积及平均面积均小于其他植被类型;河漫滩林地的斑块形状比较复杂,其平均斑块形状指数、平均斑块分维数和类型边界密度指数均高于其他植被类型;多个景观指数都表明河漫滩林地在景观中的破碎化程度最高,这主要是由于河漫滩林地丰富的生物多样性和资源富集性吸引了人类高强度的干扰所致.额河流域景观类型面积分布最不均匀,但景观类型斑块数分布相对较均匀.

2004

4.207

0.0

... 由于大部分景观格局指数具有很强的相关性和片面性,往往存在冗余和局限性^[11,12] ...

2002

3.574

0.0

... 由于大部分景观格局指数具有很强的相关性和片面性,往往存在冗余和局限性^[11,12] ...

2006

0.0

由畅, 周永斌, 于丽芬. 景观破碎化数量分析方法概述[J]. 中国农学通报, 2006(5): 154-160.

You Chang1, Zhou Yongbin1, Yu Lifen2

（１沈阳农业大学林学院，沈阳 110161；２沈阳棋盘山国际风景旅游开发区管委会林业局，沈阳 110163）

... 本研究根据梯度分析的需要,在计算景观组分面积、周长和斑块数指数的基础上,选取斑块密度指数(NP)、边界密度指数(ED)、平均斑块分维数(MPFD)、蔓延度指数(CONTAG)及香农多样性指数(SHDI)等指标,利用移动窗口法定量分析景观格局基本特征及其破碎化情况,有关指数的详细介绍分别见文献^[13,14,15] ...

2000

0.0

2004

0.0

李秀珍, 布仁仓, 常禹, 等. 景观格局指标对不同景观格局的反应[J]. 生态学报, 2004, 24(1): 123-134.

Landscape metrics have been widely used to describe landscape patterns quantitatively in the last two decades. With the quick development of geographical information system, more and more metrics are designed and calculated with ever increasing speed. Packages which can provide numerous varieties of landscape metrics, such as FRAGSTATS and APACK, make it more convenient for users to calculate those metrics without querying about their ecological meaning, or even without knowing their arithmetic formulas. Th...

探讨了在人为控制不同因子变量的条件下各景观格局指标对由中性随机模型产生的不同景观格局系列的反应 ,以评价一些常用指标的实用性和局限性。研究结果表明 ,大部分指标所指示的格局特征往往是不全面的 ,即它们只对格局系列中个别因子的变化敏感 ,而对另一些因子的变化反应迟钝。比较值得推荐的指标有 :总斑块数目 ,平均斑块大小 ,总边界密度 ,分维数 ,蔓延度 ,聚集度。但即使是这些指标 ,也各有其局限性 ,且存在冗余。由此提醒读者在运用景观格局指标时应在了解其实际意义的基础上 ,结合生态学过程慎重选择和解释 ,避免陷于数字游戏。

2005

0.0

尹海伟, 孔繁花. 济南市城市绿地时空梯度分析[J]. 生态学报, 2005, 25(11): 3010-3018.

Urban green space can be defined as outdoor places with significant amounts of vegetation and mainly exists as semi-natural areas. It has important ecological and social functions,including maintaining biodiversity,absorbing rainwater and pollutants,mitigating urban heat island effects, providing recreation venues,reducing work-related stress,and increasing property values.With social development,people pay much more attention to the living standard in the urban area.Urban green space becomes an important i...

随着社会经济的发展,人们越来越关注生活质量,而具有重要生态和社会经济功能的城市绿地是反映一个城市生活质量的重要指标。因此,城市绿地空间格局的定量研究就显得尤为重要。以济南市作为研究区,以RS和G IS为技术手段,采用梯度分析和景观指标相结合的方法,在8个方向上从市中心到边缘取样,对研究区1989、1996、2004年的城市绿地空间格局及其变化进行了定量分析。研究结果表明:(1)基于城市绿地类型图、运用移动窗口所得到的梯度分析结果能够准确的表达城市绿地空间格局及其动态变化;(2)城市绿地时空梯度的动态变化能够反映城市土地利用空间结构及政府政策的影响;(3)梯度分析方法能够实现景观指标的空间化与可视化;(4)局部区域上的景观指标量化与整个景观水平上的量化相比,能够更好的连接景观格局与过程,对进一步分析城市绿地的生态和社会经济功能具有重要意义。

... 移动窗口法是观察景观格局指数空间变异状况的有效手段,通过将景观指数与有关环境因素相联系,能更好地将景观格局与自然、社会经济过程连接起来^[16] ...

2009

0.0

黄家生, 李新一, 李建龙, 等. 亚太发展中国家三大城市景观格局梯度动态与城乡融合区特征[J]. 生态学杂志, 2009, 28(6): 1134-1142.

With the support of 3S (GIS, GPS and RS) technology and based on recen t 20 years remote-sensing data, the landscape pattern dynamics and desakota reg ion features related with the urbanization of three mega-cities in Asia-Pacifi c Region, i.e., Shanghai (China), Metro Manila (the Philippines), and Hanoi (Vie tnam), were studied by gradient analysis with six landscape matrix indices inclu ding contagion index, largest patch index, landscape shape index, perimeter-are a fractal dimension, patch density, and Shannon diversity index. In the process of urbanization, the regional landscape pattern of the three cities changed mark edly, with an increase of patch density and fragmentation. In land use transects , the patch density and Shannon diversity index had higher correlations with the absolute distance to city center. Landscape index could detect the gradient and the direction of urbanization. The desakota regions of the three cities had dif ferent development features, and the urbanization process of the cities was at d ifferent stages. Metro Manila was found at the highest stage of urbanization, an d with the earliest suburb urbanization and obvious desakota region. Shanghai wa s demonstrated a high degree of urbanization, and an obvious suburb urbanization and desakota region. In contrast, Hanoi had lower level of urbanization and uno bvious suburb urbanization and desakota region. Ecological environment protectio n for the desakota regions should be strengthened.

以亚太地区3个大城市中国上海、菲律宾大马尼拉和越南河内为对象，在3S（GIS,GPS,RS）技术支持下，选取了近20年的遥感资料，采用基于斑块密度等6种景观指数的景观格局梯度分析的手段，研究了这3座城市城市化的景观格局动态及与之相关的城乡融合区特征。结果表明：在城市化过程中，这3座城市城市化区域景观格局都有显著变化，斑块密度升高，破碎化加强;在样带上，斑块密度、Shannon多样性等指数与到市中心的绝对距离有较强的相关性，景观指数能检测出城市化的梯度和城市化的推进方向;3座城市的城乡融合区有着不同的发展特征，城市化呈现出不同的发展阶段特点。大马尼拉市城市化阶段最高，郊区城市化也最早，城乡融合区明显，上海市城市化阶段较高，郊区城市化和城乡融合区也较为明显，而河内的城市化阶段较低，郊区城市化和城乡融合区不明显。需要对城市融合区的生态环境加以保护。

... 移动窗口半径的确定依据研究目的和研究区的幅度^[17],这里选用窗口半径为2 km ...