（土壤学专业论文）重庆市景观格局及其时空变化的遥感定量研究.pdf

西南大学硕士学位论文 摘婪 捅要 景观格局不仅体现着自然、生物和社会各种生态过程在不同空间尺度上相互作用的结果， 同时又决定着各种自然环境因子在景观空闻上的分布和组合，从而制约着各种生态过程，影 响着景观内能量流、物质流的变化。因此，通过研究景观格局可以更好的理解生态学过程， 通过分析景观格局随时间的变化可以反映景观生态过程，揭示景观演替的机制和规律，实现 资源的可持续利用。 遥感影像资料具有覆盖范围广资料更新速度快的特点，在景观格局和景观动态过程研 究中起到了重要的作用，通过对不同时段景观的遥感分类制图和比较，可以研究景观空问格 局及其动态变化，这为合理调控自然和人为影响因素构建生态安全的景观格局，制定有效 的生态保护和管理决策奠定基础。 本文以重庆市的景观为研究对象，以景观生态学原理为基础，综合运用r s 和g i s 技术手 段，并结合现有的土地利用现状信息及其他统计资料，对两个时期景观空间格局及其动态变 化进行定量化分析主要的研究内容和结果如下： ( 1 ) 遥感数据处理。对原始遥感影像进行几何校正、辐射校正和去噪处理，重点探讨了基 于频率域的同态滤波法去除影像中的薄云，运用归一化方法消除部分阴影，均取得了良好的 校正效果。 ( 2 ) 遥感影像分类。依据景观生态分类原则，结合重庆市景观特征，采用最大似然法的监 督分类分别提取t m 、e t m 遥感影像中的重庆市景观类型，分别为水田、旱地、有林地、灌 木林地、其他林地、草地、水域、居民点及工矿片】地、未利用地九种类型。经验证分类总 精度为8 9 5 2 ，达到精度要求。 ( 3 ) 根据遥感数据，从各景观类型斑块特征和景观整体水平两方面选择景观指数对重庆市 的景观格局作定量研究。 就各类型斑块特征而言1 9 9 5 年面积最大的是早地景观其次是水田景观，面积最小的 是未利用地景观：早地景观类型破碎度高且斑块形状复杂，草地和灌木林地的斑块形状复杂 而不规则，居民点及工矿用地分散且斑块形状规整。2 0 0 0 年面积最大的仍是早地景观，其次 是林地景观生态类型，未利用地景观几乎消失面积不足整个景观面积的0 1 。灌木林地、 草地景观类型的斑块形状最复杂，居民点及工矿用地因受高强度的人类干扰使斑块形状变得 简单和规则。两期数据中，各景观类型的聚集程度均较高，各斑块在空问上的分布表现山非 均衡化。 就景观格局总体水平而言，1 9 9 5 年景观以小面积斑块居多，斑块密度低，景观破碎化程 度较高，且大多数斑块形状具有一定的复杂性。景观由多个比例大致相等的斑块类型所组成 因而景观多样性和均匀度高，优势度低。2 0 0 0 年景观总面积和斑块总数均有所增加，斑块平 均面积小，景观破碎度仍然处于较高水平，景观均匀度和多样性高、优势度较低。到2 0 0 0 年， 重庆市投有出现新的景观类型因此两期数据的景观丰富度密度相同。 ( 4 ) 从1 9 9 5 年到2 0 0 0 年，重庆市景观格局存在变化。景观变化显著的区县为丰都、石柱、 涪陵、垫江、南川、彭水、黔江、酉阳、秀山、大足、城口、巫溪。耕地的两大景观的面积 转移打破了平衡，旱地面积减少量最大，林地的三种景观类型之问的转化较为平衡，水域景 观的面积变化不大，维持其自身面积不变的比例最高。5 年间重庆市景观破碎化程度加深，人 l 西南大学硕士学位论文 摘要 1 ：3 增加、基础建设投资加大，建设用地迅速扩展都成为景观破碎度增加的原因。由于耕地、 林地、草地等景观类型受到建设用地的侵入和分割，景观分维数从1 9 9 5 年的1 5 7 增加到 2 0 0 0 年的1 5 9 ，景观的整体形状变得更复杂。到2 0 0 0 年重庆市景观被边界割裂的程度加深， 景观边缘密度值增大。区域景观均匀度和景观多样性随士地开发程度的提高而增加，景观优 势度进一步降低。 研究结果表明，运用遥感技术分析研究区多时段景观格局及其变化是一种切实可行的方 法。本文分析了研究区不同景观类型的空间分布及其变化规律，对实现整个重庆地区景观的 可持续发展、完善生态环境建设具有重要意义。 关键词：遥感重庆市景观格局景观指数 穗鹰犬学壤士学越遗文 蘩要 a b s t 黜c 罩 l a n d s c a p ep a 娃e mi n d i c a t e st h ei n t e r a c t i o nr e s u l to f # v a r i o u sn a t u r a l ，b i o l o g i c ，a n ds o c i a l e c o t y p i cp r o c e s si nt h ed i f f e r e n ts p a c ea n dm e ；l s u r e , a n dd e c i d e sh o wt h ea l ls o r t so fn a t u r a l l y e n v i r o r 黼e n t a le t e m e n t sd i s t r i b u t eo rc o m b i n ei nt h el a n d s c a p es p a c ef o rr e s t r i c t i n gt h ed i f i e r e n t e o 遘潆稔p r o c e s s , a n da f f e c t i n gt h ei n t e r n a lt r a n s f o r m a t i o no fl a n d s c a p e 蘸 秣蛙e n e r g ys 襄搴拄辩e f s u b s t a n c es x e 2 m t h u s ，i ti se f f e c t i v e 铀c o m p * e h e n dt h ee c o l o g i c a lp r o c e s sa c c o r d i n gt or e s e a r c h i n g l a n d s c a p ep a t t e r n t oa n a l y z et h ec h a n g e so fl a n d s c a p ep a t t e r na l o n gw i t ht i m e sc o u l dn o to n l y r e f l e c ti t s e c o t y p l cp r o c e s s ，b u ta l s or e v e a l t h es y s t e ma n dm l eo fl a n d s c a p ea l t e m a t i o nt h a t i m p l e a t e a t i n gt h es u s m i n a b l eu s eo f r e s o u r c e 1 d a mo fr e m o t es e n s i n g 稍t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so f w i d oc o v e r , f a s tu p d a t e , a r te f f e c t i v et o i n v e s t i g a t el a n d s c a p ep a t t e r na n dd y n a m i cp r o c e s s 簿d e s i g n i n ga n dc x m p a r i n gt h er e m o t es e n s i n g o fl a n d s c a p ei nd i f f e r e mp e r i o d s t h e 髓f o r er e s e a r c h i n gt h el a n d s c a p ep a 撞e ma n di t sc h a n g i n gt r e n d i st h ef o u n d a t i o nt b rh o w 如r e 豁o n a b l ym i xt h en a t u r e 掰h u n m ni n f l u e n c e , h o wt oc o n s t r u c t * h e l a n d s c a p ed i s t r i b u t i o ni ns a f ee e o s p h e r # ，h o wt oi s s u et h ee f f e c t i v ed e c i s i o na b o u te c o s p h e r e p r o t e c t i o na n da d m i n i s t r a t i o n t h sa r t i c l e w h i e hi sr e l a t i v et ol a n d s c a p eo fc h o n g q i n g , a n db a s eo ne c o s p h e r ep r i n c i p l eo f l a n d s c a p e i n t e g r a t e st h er sa n dg i st e c h n i q u et oc o m b i n et h ee x i s t i n gl a n dt 鞲ew l t ht h es t a t i s t i c a l n f o r m a t i o ms o 氆基i tc o u l di n v e s t i g a t et h ec h a r r g m gt r e n do ft a n & p ed i s t r i b u t i o nt h a ts t a r tw i t h q u a n t i f i c a t l o n a la n a l y s i s 弛t h et w od i f f e r e n tl a n d s c a p ep e r i o d s 1 ) t h ed a t aa n a l y z eo fr e m o t es e n s i n g u s i n gt h em e t h o do fg e o m e t r ye o n 峙c t i o nr a d i a t i o n c o r r e c t i o na n dn o i s er e m o v a lt od e a lw i t ho r i g i n a li m a g e s t h i sa r t i c l ep m h ei n t ot h i nc l o u dw i p e d o f ff r o mi m a g e b yh o m o m o r p h i cf i l t e r , a n dh a n d l et h et o p o g r a p h i cn o r m a l i z er o u t i n et h a t e l i m i n a t i n g t h ep a r t o f s h a d o w t h e s em e t h o dr e c e i v e db e t t e d e f i e o r i o n o f c o r r e c t i o n ( 2 ) 稚埒i m a g e c l a s s i f i c a t i o n o f r e m o t es e n s i n g a c c o r d i n g t o t h e g r a d e d p r i n c i p l eo f l a n d s c a p e e c o l o g ya n d 穗黼幽菇o fc h o n g q i n g sl 毫拜纛船熬基辣畦o fl a n d s c a p ed a t af o r m 芎m 秘d 敬獬 w e r ep i c k e du pb yt h es u p e r v i s e dc l a s s i f i c a t i o no fm a x i m u ml i k e l i h o o d l a n d s c a p ep a t t e r nh a v e b e e nd i v i d e di n t on i n es o l t so f p a d d yf i e l d ，d r yl a n d ，w o o d l a n d ，s h r u b b e r y , a n o t h e rh o l t ，g r a s s l a n d w a t e ra r e a , d e n i z e nd i s t r i c t ，i n d u s t r i a ld i s t r i c t , a n dn r u b l 嘲f i e l d i na d d i t i o n , u l a s s i f y i n gt h e l a n d s c a p ep a t t e r no f c h o n g q i n gi sm u c ha c c u r a t e l yc l o s e dt or e q u i r e m e n t , a b o u t8 9 + 5 2 ， ( 3 ) a c c o r d i n gt ot h er e m o t es e n s i n gd a t a , 姆q a a n f i f i e a t i o n a l l ya n a l y z et h el a n d s c a p ep a r e m o f c h o n g q i n gt h r o u g ht h ec l a s s d e v e li n d e xa n dl a n d s c a p e - l e v e l 猿酾( h t h e t e r m s o f v a r i e ds h a d o w p a t c h e s ，t h e m a x i m a l | a n d s c a p e a r e a o f l 9 9 5 w a s d r y ；a n d ，t h e n t h en e x to 黼w a sp a d d yf i e l d 。a n dt h el a n d s c a p ea r e ao f u n u s e dl a n dw a st h el e a s t ，t h et y p eo f d r y l a n d sl a n d s c a p eb r o k eu ph u g e l yw i t ht h ec o m p l i c a t e ds i x a l l o wm a s s e s ，t h et y p eo fg t a s s l a n do r s h r u b b e r yw a sc o m p l e xa sw e l la si r r e g u l a r , a n dt h et y p eo f d e n i z e no ri n d u s t r i a ld i s t r i c tw a ss p r e a d i nt h er e g u l a rf o r m 。i nt h e2 0 0 0y e a r , l a n d s c a p e8 ao f d r yl a n dw a sa l s ot h eh o g e s t , w o o d l a n dw a q s e c o n d l y , a n dt m u s e dl a n d 曦莹a l m o s td i s a p p e a r e dt h a t 错嚣n e a r l yo a o fw h o l el a n d s c a p e , s h r u b b e r ya a dg r a s s l a n d ss h a d o wm a s s e sw e r et h em o s tc o m p l e x , a n dt h es h a d o wm a s s e s f o r mo f t h ed e n i z e no ri n d u s t r i a lf i e l dw e r es i m p l e xa n dr e g u l a rc a u s e do f t h ef i e r c eh a m a l ld i s t u r b a n c e ，i t w a sm u c hh i g hl e v e li nc o n g r e g a t i n gt h el a n d s c a p ee c o l o g yw i t ht h eu n b a l a n c e dd i s t r i b u t i o ni ne a c h p a t c hs p a c e i nt h et e w f l so fg e n e r a tl a n d s c a p ep a t t e r nl e v e l t h e r ew e x em u c hm o r es l n a l la r e a sj ns h a d o w 西南大学硕士学位论文 摘要 a n dh u g ef r a g m e n t st h a ta l lm o s to ft h e mw e r ec e r t a i nc o m p l e xi nt h ei n v e s t i g a t i v er e g i o no f 1 9 9 5 1 1 l el a n d s c a p e ，w h i c hh a v eh i g hd i v e r s i t y 、e v e n n e s sa n dl o wd o m i n a n c e ，w a sm a k eu po fa b u n c hs h a d o wm a s s e si naa p p r o x i m a t ep r o p o a i o n h o w e v e r ，t h et o t a la r e ao rg r o s so ft h es h a d o w m a s s e sw e r ei n c r e a s ei n2 0 0 0 ，a n dt h ea v e r a g ea r e aw a ss m a l l t h e r ea l s ow e r eh u g ef r a g m e n t sw i t h m u c he v e n n e s s ，d i v e r s i t y ，a n dl o wd o m i n a n c e ( 4 ) f r o m1 9 9 5t o2 0 0 0 ，i th a sb e e nc h a n g i n gi nt h el a n d s c a p ep a r e mo fc h o n g q i n g a n d t h e s ed i s t r i c t so rc o u n t i e so ff e n g d l l s h i z h u , f u l i n g ，d i a n j i a n g ，n a n c h u a n ，p e n g s h u i ，q i a n j i a n g , y o u y a n g , x i u s h a n , d a z u , c h e n g k o u , a n dw u x ih a d a l lo b v i o u sc h a n g e i n c l u d i n gu n b a l a n c e d d i v e r s i o nb e t w e e nt h et w om a j o ra g t a l - i a nl a n d s c a p e s ，h u g ed e c r e a s e so f d r yl a n d , aq u i t eb a l a n c ei n l a n d s c a p e s t r a n s f e ro f 也e3k i r i d so fw o o d l a n d s w e l l 鹅al i t t t eb i tc h a n g ei nt h e8 f e ao fw a t e r f i e l d n ml a n d s c a p eo fc h o n g q i n gh a db e e ni n c r e a s i n g l yc r a s h i n gd u r i n g5y e a r sb e c a u s eo ft h e i n c r e a s e dp o p u l a t i o n ，b o o s t i n gi n v e s t m e n t a b o u tf o u n d a t i o n a ld e v e l o p m e n t , 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ed i s t r i b u t i o ni s af e a s i b l em e a s u r e t oa n a l y z em u l t i - p e r i o dl a n d s c a p ep a r e ma n di t sd y n a m i cc h a n g e s 1 _ h j sa r t i c l ea n a l y z e dt h es p a t i a l p a t t e ma n de v o l v e m e n tr u l e so fe v e r yk i n do fl a n d s c a p et y p e sr e c e n ty e a r si ns t u d ya r e a i t i s s i g n i f i c a n tt oa c h i e v et h ec o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n to fl a n d s c a p ea n di m p r o v et h ec o n s t r u c t i o no f e n t i r o n m e n t k e yw o r d s ：r e m o t es e n s i n g ，c h o n g q i n g ，l a n d s c a p ep a r e r n ，l a n d s c a p ei n d e x i v 独创性声翳 y9 3 7 1 5 3 学位论文题目一 重送立量巍整旦邀墓啦空变焦鳆遥盛定量叠霾 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我搿期。豫了文中符翱翔菇标淀帮致谢豹撼方舞，论文串不包含冀镪入已经发表或撰笔过戆 研究成果，也不包含为获得西南犬学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的葡患对本研究所骰的镁髂贡献均已在论文中俸了孵确的谎瞒并表示谢意。 学位论文捧者：范麓签字窭黧：2 一一多年多月多毯 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者究全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有税保留并向国家 毒关帮门或飒捧送交论文熬复翻搏窝磁懿，兔诲论文搜查鞠攀l 氆囊。奉大授彀嚣南大学硪竞 生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫 籀等复铡手段豫存、澎编学整论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：劬不保密， 西保密繁隈至年兵止) 。 学位论文作者签名：范粕 签字目期：z 一一多年月多秘 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导簿签名：韧缘2 菊、 签字疆期：伊g 年占月日 毫话：fi 邮编：一 西南大学硕士学位论文第1 章文献综述 第1 章文献综述 景观格局是复杂的物理、生物和社会因素相互作用的结果同时也影响着许多生态过程。 对于某一区域景观格局的研究，是揭示该区域生态状况及空间变异性特征的有效手段，还可 以揭示与生态过程相关的区域资源环境问题。景观格局变化的研究，是目前景观生态学中的 一个研究热点。它不仅是景观生态学的核心内容也是景观生态学评价、景观生态设计管理 等应用方向的基础。人类对土地的利用影响了绝大部分景观导致自然景观镶嵌体和人类管 理绕块体在大小、形状和排列上都发生变化，这种景观格局会影响各种生态现象，包括动物迁 移、地表水径流和土壤侵蚀、干扰的扩展或一般意义上的边界现象。因此，研究景观组分的 时空演变规律，对于理解自然一经济一社会符合生态系统的演变趋势，建立可持续发展的生 态优化发展模式具有重要理论与现实意义。现代遥感技术的多平台、多波段、多时相、周 期适时地采集和保存地表景观信息，获取的遥感资料具有覆盖范围广，资料更新速度快的特 点，在景观格局和景观动态过程研究中起到了重要的作用。 1 1 景观生态学研究概述 1 11 景观生态学的概念与发展 1 9 3 8 年德国地植物学家c a r lt r o l l 研究东非土地利用问题时，在航片的判读过程中把航空 照片镶嵌图形的分析系统和地面调查结合起来，从而提出了“景观生态学”( 1 a n d s c a p ee c o l o g y ) 一词。直到1 9 7 1 年c a r lt r o l l 将景观定义为“综合了地理圈、生物圈、智慧圈中人为事物的人 类生活空间的总空间和可见实体”之后景观生态学才得到广泛传播1 12 ”。景观生态学的源流主 要来自于地理景观学理论和生态学理论，它既吸取了地理学研究中的整体性思想，对自然现 象空间相互作用的空问分析方法又综合了生态学中的生态系统理论和系统分析、系统综合方 法。景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置、生态学过程及其相互作用的综合性 学科。强调空间格局、生态学过程与尺度之间相互作用是景观生态学研究的核心所在。 目前在景观生态学中已形成了欧洲和北美两个学派。欧洲学派于上世纪6 0 一7 0 年代开始 发展，它主要从地理学中发展而来，立足于西欧长期的开发历史和丰富人文景观。是人类生 态学、地理学、普通生态学、环境保护学、社会经济学、景观生态学和及景观规划等学科的 总和，强调人类活动在景观中的作用，并把人类视为景观的主要组分。荷兰生态学家 z o l l n e v e l s 4 5 i 和以色列生态学家n a v e h “7 1 的一系列文章和著作将欧洲景观生态学的起源、背景、 历史及主要论点作了系统的总结和发展。z o n n e v e l s ”1 认为“景观生态学是地理学研究的一个 方面，它注矛与相关作用单元组成的某一体与整体性”。欧洲景观生态譬的研究重点放在景观 ( 或区域) 规划设计和管理以及制定土地开发政策上景观的美学特征以及完全由人类控制 的都市景观也是重要的研究课题。 2 0 世纪8 0 年代初景观生态学才在北美逐渐兴起，它主要是从生态学的发展中成熟起来的。 f o m 通过一系列文章介绍了欧洲景观生态学的一些概念n 并强调景观生态学与其他生态 学科在研究大尺度的生态系统空间格局与相互关系上的不同特征，而提出了“斑块一廊道一基 质”( d a t c h - c o r r i d o r _ m a t r i x ) 模式。1 9 8 3 年在美国伊诺斯州a i l e r o n 公园召开的景观生态学研 讨会，是北美景观生态学发展过程中的重要里程碑。 谣南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 由于景观生态学研究的传统、自然环境和学术环境影响，形成了许多学术流派。不同 学派学术思想所不同。总结起来有三方面的学术思想“自然科学的思想，人文科学的思想和 应用科学的思想”。自然科学的思想在北美景观生态学研究中占主导地位，他把景观生态学建 立在系统生态学的基础上，以f o r m a n f 8 】和t u r n e r 1 8 4 3 1 为代表，强调景观空间结构与功能和变 化的研究，景观生态学的般原理和景观生态学的数量化研究，这已成为景现生态学研究的 主流；人文科学思想主要为一些具有意识研究传统的欧洲学者所拥有，强调人在景观中的主 导地位，强调生态哲学，环境文化，环境教育等内容，以思辨的方式从整体观的角度研究总 体的人类生态系统：n a v e h 和l i e b e r m a n l 6 7 1 全面的阐述了应用科学的思想：应用科学的思想主 要用景观生态学的方法研究景观生态分类，景观评价，景观规划，土地利用和生物保护方面 的研究。 景观生态学研究在中国起步较晚，1 9 8 1 年黄锡畴在地理科学上分别发表的 德意志 联邦共和国生态护环境现状及保护和捷克斯洛伐克的景观生态学研究是我国国内正式 刊物上首次介绍景观生态学的文章”。1 9 8 8 年以来，随着一批中、青年学者的不懈努力，景 观生态学的研究蓬勃开展：黄锡畴“应用景观地球化学的方法对我国一类极具特色的景观进 行别开生面的剖析；景贵和”1 将景观生态学的思想应用于士地类型和评价研究；肖笃宁“”首 先将美国的景观生态空间分析方法引入我国并运用于城郊景观动态变化的研究，对最观空间 格局的指标计算提出了若干创见，其后景观格局的研究成为热点，对农区、林区、城郊、城 市以及风景名胜区格局的研究广泛开展：王仰麟“集中于黄土高原和华北地区的农业景观研 究。 1 1 2 景观生态学研究的对象和主要内容 研究对象 景观生态学的研究对象是作为符合生态系统的景观。景观一词最早出现在赞美诗中， 英语描述基督教圣地耶路撒冷的魅力景象”1 ，这词包含了总体视觉美感的含义，相当于英语中 的景色。贝格尔1 9 3 1 年把它定义为：“地理景观是物体现象的总体组合，在这个组台中，地 形、气候、水文、土壤、植物、动物和人的活动是统一的、协调的整体，典型地重复在地球 的一定地域内的。”景观也可表述为由地貌过程和各种干扰作用所形成的，具有特定的结构、 功能和动态特征的一种宏观系统“，它是由多个相互作用的嵌块体或生物系统组成的、具相 似性的重复出现的、具有高度空间异质性的地理单元。反映气候、地理、生物、经济、社会 和文化特征的景观符合体相应称为区域“”1 。 景观是具有高度空间异质性的区域，它由相互作用的斑块以一定的规律组成”“。景观格 局是许多景观过程长期作用的结果，同时景观格局也直接影响景观过程。 2 研究内容 自3 9 3 9 念德国著名地植物学家c a r lt r o l l 在利用航片研究东非土地利用问题时首次提出 t t 景观生态学”一词以来，景观生态学的研究经历了其萌芽、形成与发展阶段2 ”】，至今 已有6 0 多年的历史。景观生态学作为一门跨自然和社会科学的综合学科，其研究领域十分广 阏，不仅涉及其它生态学和生物学分支学科，而且还涉及土壤学，地质学，地理学、水文学、 气象气候学以及社会和经济学科。虽然景观生态学研究的对象涉及到生态环境、资源管理、 城乡规划、园林设计、旅游开打等许多领域的问题，但是其基本的研究内容主要集中在以下 2 嚣鸯大学磺士学位论文第l 牵文献综述 三个方面： ( 1 ) 景观结构：指景观簧索的组成、类型、犬小、形状、分布、数量、格局及相关的能 力与物质的分布，即景观要素的空间相互关系。 ( 2 ) 暴我功能：指景蕊结构与生态学过程之淘的桷艇作蠲或景或结构革元之目的穗互作 弼。其幸拳筵摇景蕊内生态系统肉衣在静能流，锈滚冬掳癸渡，该嫠量、物囊萄物静戆转疆有 利于和备生态系统韵平衡与避纯；其次指景观本身可为人类提供物质和精神财寓的生产能力。 ( 3 ) 景观动态：指景观结构与功能随时问发生的变化。具体的讲最溉动态包括结构单 元的组成成分、多样性、形状羊n 空间格局的变化，以_ 疑由此而导致的物质、熊屡和生物在分 布与运动方露的差异。 蓉栽靛熊橡、功箍霸动态楚稷互簌簇、相互佟耀戆。最襄结秘与功能蠢辩其它生态学缎 织单元静镣掏与功藐跫相辅耪戒熬一样，景露结秘决窀暴蕊功艇，丽景戏终擒 冬形藏叉受到 景观功能的影响，同时景观结构和功能都必然醚对闽发生变化，而景观动态屣映了多种自然 的、人为的、生物的以及非生物的因素及其作用的综影响，并且景观功能的改变反过来义 可导致其结构发生变化等。 l 。2 最观格蜀理论与磁突进震 1 2 1 豢蠖终届静凝念 最溉格局( l a n d s c a p ep a t t e r n ) 一般是指空问格简，它表示景观元素斑块鞠其他结构成分 的类型、数摄以及空间分布与黻溉模式”“1 。其中景观鼹索空间分布包括均匀分布、随机分布 和聚集分布三种模式。均匀分布长见于人类经营的景观，随机分布也可以说明某些控制因素 在景观中的作用。聚集分布格髑拄圣| e 反映环境因素和生态进程长期影响的综合绐果7 ”】。研 究景鼹格越是研究景褒功能秘动态蕊基砝。景或捂鲻懿最或异矮蛙的其髂袭瑷，同畦又是包 括于撬程肉豹过重生态遘程在不目尺痉上襻蠲熬结鬃+ 最蕊镶嵌捂局在掰豁必发上罄存在， 并且都魑由斑块( p a t c h ) 、癣道( c o r r i d o r ) 和基质( m a t r i x ) 三中景观元素构成，即所谓的斑 块一廊道基质模式。 景观格局作为景观生态学研究的基本内容，是景观生态学从理论研究深入到实际应用的 新型产物，通过分析区域土地生态特征，以对他们进杼判断、综合与评价，w 以设计出与医 壤垂然蠢转相蛰豫豹生产方式秘生态楚秘，麸瑟鬟如象态系统譬蓬鲍途径与播撬“。 2 2 豢黢格局国内外研究璃状 当前圈外景观格局研究的栩必文献以美国居多，主臻包括：1 、对景观格局理论问题的探 讨，如n a v e h 和l i e b e r m a n 、f o r m a n 和g o r d o n l 6 。4 8 1 等为景观格局研究提供了良好的概念基础， t u r n e r l 9 峪对干扰主题进行了研究。2 、对景观格局的尺度问题的研究，如k r a m m e l 、o n e i l t 以及t u n n e r 蒜9 ”2 3 1 对生态过程、尺度和景露格局指数匏关系进行研究，以确定在不同尺度上 鲡旃选彀适宜豹指数来接透当嚣黎鼹格蜀、生态过糕鞠选用逶兰参数硬瓣爨瓣楱届。3 、慰藉 的研究筝敬与技术的应胡研究，妇应用空间统计学方法研究景蕊捂局与尺度婀藤，以s a n d r aj t u m e ，“1 的研究为代表；对遥感和地理信息系统的研究，如l v e r s o n 、m i l n e 2 4 , 2 5 1 等以遥感和地 理信息系统为上具，对景观格周的变迁过程进行了分析其中对景观时空变化的研究方法也 是景观格局研究的重要方向。4 、对建立空问模型方法的研究，如r o b e rh g a r d n e r 和r o b e r t 3 莲毒天学磺：奎学经论文 第1 章文献综述 v , o n e l l l 2 7 , ；2 8 1 建立了神经模型米研究景观格局对物种率寓度的影响，其它如地理模型、人口和 生态系统动态模型等均是景观格局与生态过程的数量化方法。 在我图，景观生态学的研究起步较晚，对景观格周、景观动态的研究殿多，内容基本涵 盏美国袋波格局研究的范围，键方法和手段相对落籍，弼究深度与国际先进水平相比还存在 稳当熬鼷糍，毙较典型的疆炎瓴旗；毫臻、李建客p 捌蠲多样蛙撂数帮空麓穆麓指数来熬释 和预测最观发震动态及其对气候变化响应的可能性，运用空闻仿真的方法，对东北秘嫩平原 碱化草地景观动态变化进行了模拟；傅伯杰【1 ”用地理信息系统、分维分析和统计分析相结台， 研究了黄土区农业景观空间格局；傅伯杰、陈利顶 3 3 1 论述了景观多样性的嫩态意义，提出景 观类型多样性与物种多样性的必蕊呈正态分布；张盎屯、邱扬、郑风英”提出景观格局的数 量研究方法；王宪耗、肖笃宁剐铡耀r s 、g i s 手段瓣暹淫三角潮湿地簸或盼格弱与髯囊性送 行了磺炎；王释藏 3 2 1 着力予敏簸最凝捂弱帮过程豹磷究，提出其磷究趋势为：瑗论静撬范毽、 方法的定攮亿及实证内容豹广泛化：常学礼、邬建翻j 用修改分维数、分绒数和直观多样性 指数方法、对科尔沁沙地不间沙漠化土地景观空间格局进行了研究，认为修改分维数比分维 数和最观多样性能更好的描述景观和空间格局；宗耀光p m 以北京为例，研究了城市最观生态 规划中的廊道效应，对人工廊道效应和自然廊道进行了论述。程国栋、肖茑守、王根绪p ”分 提了于举区景褒结构特轰与聚躐生态过程的基本特馥，获景蕊生态学角庭鬟出了于旱区生态 琢境建设研究静理论与方法瑷及生态建设熬簧珞；豁器平、i 女云香”在a r c i n f o 支持下、 对关帝山森林景观各景观要豢空间关系进行了分拼，从一个侧面揭示了研究地区景观格局的 控制因綮，掌握了研究地区森林撩观要素空间分布的熬本规律；田光进、张增襻筹”根据1 9 8 6 、 1 9 9 6 和2 0 0 0 年三期t m 遥感嘲像得到海口市景观变化情况利用景观生态学的数量方法研 究城市忧过程中城市及其外瀚送域景蕊结构的动态变化过程；宋治清、壬仰麟删对城市景鼹 及其秘岗豹生态效应进行了磷突：彭建、王却耩、强潦l 稚l 选取2 4 静翥瑙荣震接弱揍数，探讨 了最或嵇局撰数随逢秘弱分类系统变纯静基本觏咎；李详、王心源”秘嬲1 9 9 6 年和2 0 0 3 年2 个时期的l a n d s a tt m 假彩色台成影像作为信息源，在遥感和地理信息系统的支持下， 获取芜湖市景观类型的转化数据，确定相应的转移檄辫矩阵，应用马尔科夹过程模拟土地类 型景观的动态演变情况和未来演变的趋势。王玉杰，举俊详1 4 础利用1 9 9 4 和2 0 0 0 年航空遥感 影像资睾喜艉译的土地利用与覆薇数据，在g i s 支持下。采用最观格局指数秘梯度方法分析了 上海枣漓东耨区藏枣德遘纛孛爨蕊箍蜀起蔓纯。 1 2 3 豢躐格扁的定量研究方法 理解与把握景观格局交化的生态学原则即建立景观格局与过程之间的相甄联系对于景观 生态学研究是至关重要的1 4 3 】。长期以来，这方面的研究一商是景观生态学研究的核心内容之 一。景观格局分析的目的不是描述景观，而是要解释和理解其中出现的过程。建立格局与过 程之阉棚甄联系的首要阀题楚：如健将景取接局数爨像，搜景蕊格局静表承受加客观、直观。 要 莪翻这悫虿逶过3 条途径1 4 4 1 ：( 1 ) 逶避文字箍述；( 2 ) 逶过囝、表拯述；( 3 ) 透过最蕊指 数。通过擐观指数描述景观格髑曩有使数据获得统计性质的特点，可以拢较、分析不同尺菠 上的格周等优点，长期以来一意倍受景观生态学关注。 8 0 年代以后对景观格局的定量分析成为热点，其中，q h a r n e r 等【1s j 发表狸景观生态学 杂志上的对荚国佐治亚州景观格局变化的研究是在遮方面所做的较早的工作。井具有较大的 4 西南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 借鉴意义。他们对该州的土地利用变化、景观空间格局、景观多样性以及模拟景观格局变化 四个方面进行研究，同时还讨论了该州土地利用变化的生态学形象和资源利用趋势并利用 佐治弧州定量分析的景观结构变化研究结果提出了相关的生态环境保护建议。 对景观格局的重视使得很多定量分析方法得以产生【8 2 34 ”，如景观生态学指标法转换矩 阵、空间统计学方法( 如自相关分析、r i p l e y s 、k r i g i n g 等) 、分形分析和半变异矩阵分析，前 者用于测定和描述空间格局在多个尺度上的特征，不要求系统平稳假设；后者不受边界的影 响，而与网络大小成分指数相关，对判别各种景观格局有显著效果【4 6 l 。 景观格局指数是指高度浓缩景观格局的信息反映基本结构组成和空间配置方面特征的 定量指标。通过景观指标描述景