景观格局的定量分析是评价其对生态过程影响的先决条件,也是生态系统规划和管理的重要依据.当前的景观格局分析软件都仅提供基于"斑块-廊道-基质"景观分析范式的格局指数计算,不包含基于"源-流-汇"的范式的指数计算.这不仅无法适应景观生态学理论的发展,也无法满足大数据时代对计算场景和速率的需求.针对该问题,在研发基于"源-流-汇"的范式的指数算法的基础上,开发了景观生态学工具箱(Landscape Ecology Toolbox,LET).不仅同时提供基于两种分析范式下的景观格局指数计算,也提供了图形用户界面和命令行两种运行方式.在对LET主要功能进行介绍的基础上,将LET同现有景观分析软件在操作逻辑、景观指数计算范围、特色功能等方面进行了详细的对比,最后对软件未来的发展方向进行了讨论.

随着气候变化及人类活动,原本脆弱的荒漠草原迎来更大的荒漠化风险,其景观格局演变受到众多学者关注.选取 1990-2019 年Landsat影像数据为信息源,采用景观指数研究方法和GIS空间分析、格网技术手段,研究苏尼特右旗景观格局时空变化特征.结果表明:(1)研究区以草地为主题景观,其中天然草地景观为优势景观类型.1990-2005年主要是天然草地景观与沙地景观、盐碱地景观相互转化;2005-2019 年天然草地景观大范围转出为封育草地景观.(2)1990-2019 年景观破碎度增大,基质景观所占比例不断减少,斑块形状趋于复杂,丰富度增加,异质性增强,聚集连片度下降.(3)研究区中北部浑善达克沙地分布带 1990-2005 年沙化严重,破碎程度加大.干燥剥蚀层状高平原2005-2019 年受人类活动影响大,基质景观优势度下降,景观破碎程度增高,空间异质性增强.南部低山丘陵区除东南部耕地景观不断被分割,整体景观保持完整连续.研究结果可为苏尼特右旗的资源环境保护、利用与管理提供科学、合理的参考依据.

以 1986 年、2003 年、2021 年 3 期Landsat遥感影像数据和森林资源连续清查数据等为基础数据,从景观要素斑块特征、景观要素空间构型与景观异质性 3 个方面构建景观格局指数,分析闽江流域森林景观格局的动态变化及影响因素.结果表明:2021 年,有林地面积占闽江流域林地面积的 68.28%,是流域景观的基质类型;1986-2003 年,有林地面积增加了 349 134.5 hm2;2003-2021 年,有林地面积增加了 392 508.77 hm2.有林地景观要素边缘密度、内缘比增大,平均形状指数与分维数均减小,斑块边界趋于光滑、简单、有规则.流域斑块总数减小,总周长与斑块平均面积增大,景观破碎化降低,分布趋于聚集.在景观异质性方面,优势度指数与香农多样性指数增大,均匀度指数减小,说明优势景观有林地对整个流域景观的控制作用增大,景观稳定性增强,异质性降低.综上可知,闽江流域森林景观边缘效应增加,破碎度降低,景观生态功能增强,生态环境质量提升.

城市绿色空间与人的健康息息相关,新发展阶段人们对城市绿色空间建设提出了更高要求,来满足日益增长的美好生活需要.优化城市绿色空间,维持、提升和增加城市生态系统服务,是景感生态学研究的使命之一,然而以往研究鲜有从人自身的人格属性角度探讨内生驱动因素在景观感知和景观评价中的影响.以景感意愿度作为衡量景观感知和需求的指标,探究内生驱动因素对人的景观感知和行为偏好选择的影响,提出内生驱动因素对人在不同景观类型中的感受存在差异,而且这种差异影响到个体的行为偏好这一假设.以杭州市主城区5 座城市公园的"斑块-廊道-基质"景观作为研究对象,以MBTI量表所得的人格类型作为内生驱动因素,将内生驱动因素与景观和行为偏好选择进行有序回归分析,探讨其对景感意愿度的影响.结果表明:基质景观中受访者景感意愿度最强烈,其次为斑块景观,廊道景观中景感意愿度最低;在斑块景观中,ESFP(外向-感官-感性-自然)型、ENFP(外向-畅想-感性-自然)型、ESFJ(外向-感官-感性-控制)型和INFP(内向-畅想-感性-自然)型的人格类型对景感意愿度具有显著相关关系;在廊道景观中,有 14 种人格类型对景感意愿度具有显著相关关系;在基质景观中,有9 种人格类型对景感意愿度具有显著相关关系.研究结果证实了内生驱动因素影响着人们的景感意愿度.在城市景观生态评价、规划和景感营造,以及生态系统服务研究中,不仅需要考虑生态环境因素和人的社会属性,还应考虑到人的内在属性特征,将景感意愿度和内生驱动因素纳入生态规划中.

快速城市化进程致使生态环境的保护和优化问题日益突出,构建生态网络体系、规划引导生态价值和高效利用景观效应,对区域调节生态空间、促进当地可持续发展具有重要意义.以郑州大都市区为例,基于1980-2020年8个时间节点土地利用数据,运用ArcGIS、Guidos Toolbox和Conefor等工具,通过未来土地利用变化情景模拟预测未来土地格局、形态学空间格局分析识别景观要素、最小累积阻力构建综合阻力面、引力模型计算生态引力、水文分析创建阻力路径和网络结构评价等,判别研究区生态源地、生态廊道和生态节点,构建具有较高结构完整度的生态网络.结果表明:在研究区的9个源地中,黄河流域生态源地连接网络东西部大型集中源地,其余源地坐落于研究区东北、东南及西南部,整体半环绕郑州主城区分布;最小成本路径共163条,生态廊道共58条,其中,一、二、三级廊道分别为10、19和29条,以沿黄河流域、"三横三纵"和"点-轴"形式分布为主;研究区内共判定生态节点70个,并划分为战略点、自然生态点及人工环境点,分别为10、27和33个,其分布于各个源地核心和廊道交叉等关键性节点位置.生态网络包含研究区所有景观要素,并以横"C"字型连接主要生态基质,总体表现为"一横两纵四组团"的半包围网络结构.

生态系统中生境斑块并非孤立存在,而是嵌于周边景观基质中.生境内种群赖以生存的资源和环境条件不仅取决于生境本身,更与景观基质组成与结构紧密关联.黑颈鹤是青藏高原的旗舰物种,雅鲁藏布江中游河谷高寒湿地是全球最大的黑颈鹤越冬地,为其提供了良好的觅食生境.厘清该区域黑颈鹤觅食生境选择如何受景观基质组成结构的影响,对于青藏高原旗舰物种保护以及流域生态系统综合治理具有重要意义.运用景观生态学原理,以遥感影像和实地黑颈鹤种群调查数据为基础,结合景观基质多尺度缓冲区构建、相关分析以及Maxent模型,分析2000-2020年雅江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区(日喀则片区)景观格局时空变化和觅食地生境特征及其与黑颈鹤种群的关系,探究景观基质对黑颈鹤觅食地选择的影响,并利用关键生境因子模拟黑颈鹤生境适宜性分布.通过分析发现:(1)时间尺度上,雅江中游河谷耕地面积先增加后下降,滩地持续减少;空间尺度上,觅食黑颈鹤种群呈东多西少的集群分布特征,其分布范围与河谷内耕地分布基本吻合;(2)景观基质对黑颈鹤觅食地选择影响显著.景观结构上,黑颈鹤偏好连通性好、优势度高的景观基质;景观组成上,偏好基质中耕地和水域类型,这与黑颈鹤的觅食习性及对环境安全的生态位需求有关;(3)景观基质结构组成对黑颈鹤觅食地选择的影响具有显著的尺度效应.景观基质结构影响最显著的空间尺度为1500-2000m.但基质中耕地、草地和水域等景观组成要素对黑颈鹤的影响具有不同空间尺度效应,分别为1500m、3000m和4000m;(4)通过模型模拟,揭示出黑颈鹤适宜生境面积先增后减,但总体较2000年呈上升趋势,且基质中觅食地与耕地的距离、水域斑块密度和偏好景观组成的优势度始终是生境适宜性解释率最高的景观因子.本研究揭示出,该区域乡村规划应该统筹优化黑颈鹤栖息生境及其景观基质中的作物生产以及居民生活,形成以黑颈鹤旗舰物种保护为核心的高寒湿地生态系统综合管理模式,从而增强青藏高原高寒生态系统的稳定性和可持续性,同时也为深入研究物种生境选择机制提供了思路.

研究城市景观特征对鸟类的影响对于促进城市鸟类的保护和恢复提供了重要依据.为探讨城市鸟类对景观格局如何响应,于2017-2019年对广州20个城市绿地斑块进行鸟类调查,分析9个景观参数对鸟类多样性的影响.结果显示:(1)20个城市绿地斑块以林地为主要基质景观;大学城湾咀头湿地公园和海珠湿地公园一期的景观多样性最高,华南师范大学斑块密度最高.(2)共记录鸟类18目50科139种,雀形目Passeriformes最多,为82种;居留型方面,以留鸟为主(占比54%);列入国家重点保护野生动物名录的鸟类有22种.(3)对于留鸟而言,斑块面积对鸟类丰富度有显著正效应,但对鸟类香农-威纳指数和均匀度指数无显著效应和显著负效应;对全部景观参数进行分层分解分析,发现斑块密度和斑块数量对鸟类多样性的影响更大.这表明,在广州城市绿地斑块中维持低的斑块密度、少的斑块数量和高的景观多样性可以有效提升鸟类多样性.

以景观生态学的视角去系统地分析旅游景观的功能与尺度、格局与过程以及功能是旅游地理学研究新的延展.通过旅游景观和旅游景观生态系统内涵解析,分析了旅游景观生态系统的格局构成和特征,并基于湖南省A级旅游景区的核心景观展开实证研究.研究发现:(1)旅游景观生态系统是一种具有旅游功能的地域综合体,景观整体格局特征分析是认识与理解旅游景观生态系统空间异质性的关键.(2)旅游景观生态系统空间单元可划分为斑块、廊道和基质,旅游景观分布特征、多样性与异质性、和其空间关系三者相互影响,共同决定了旅游景观生态系统格局.(3)通过对湖南省A级旅游区景观格局的测度,湖南省旅游景观整体呈现出"西边一片,东边一线"格局,旅游景观综合密度则呈现湘西、湘东北较大,湘中南较小的特征;从旅游景观多样性与异质性来看,湖南省旅游景观类型丰富,以六大景类为主,且整个旅游景观生态系统可分为十二个功能区,异质性较强;从旅游景观间的空间关系来看,湘东"一条线"上的旅游景观相互连通性较好,湘中的旅游景观连通性则最差,其它斑块的旅游景观连通性比较一般,相互差异也不大.据此文章提出了对湖南省旅游景观生态系统优化策略的探讨.

绿化废弃物资源化循环利用对树立环保理念,引领人们积极参与绿化垃圾收集、分类,提高农业绿色可持续发展和生态保护及实施"沃土工程"具有重要意义.该研究利用校园绿化产生的绿化废弃物,采用条垛发酵技术进行堆肥发酵,制成有机覆盖物和土壤改良剂,对土壤改良剂物理性质(容重、总孔隙度、持水孔隙、pH值、EC值等指标)和营养含量及土壤改良剂浸提液发芽率进行了测定.随后将土壤改良剂应用到校园试验田中进行土壤改良,并通过测定土壤改良前后大田土壤物理性质和营养含量及凤仙花和油菜生长状况对土壤改良剂进行效果评估;同时将有机覆盖物分别应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中进行示范,调查处理样方四个季节杂草含量及杂草抑制率进行有机覆盖物效果评价.结果表明:油菜在改良土壤中长势优于对照,土壤改良剂对土壤板结和土壤可耕性具有较好的改良效果.生长在土壤改良剂基质中的凤仙花长势不如购买基质,表明土壤改良剂不适合直接作为营养栽培基质;有机覆盖物应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中,对杂草具有显著抑制作用并具有很好的景观效果.此外,还对堆肥关键技术和目前绿化废弃物资源化存在的问题进行了讨论.

随着城市化进程加快,森林生态系统日趋遭到破坏,进行景观格局研究有利于认识其潜在规律与驱动机制.论文综合运用景观指数与点格局方法,研究珠三角林地景观的"镶嵌性"和"梯度性"特征,对珠江三角洲林地结构现状、景观梯度的林地点个数、点密度以及空间聚集特征进行量化分析并探讨林地景观空间分布模式.计算结果表明:珠江三角洲林地面积较大,构成了研究区的景观基质.林地点个数和点密度在景观梯度上,呈正态或偏正态分布;林地景观在不同空间尺度上都呈聚集分布,但不同林地类型聚集尺度和空间分布强度不尽相同.在空间分布模式上,研究区大尺度以有林地基质分布模式为主;中小尺度下,不同地域分别呈现出以有林地连片—疏林地呈条带状、有林地基质—灌木林地团块状为主的分布模式.研究结果说明林地景观结构具有尺度依赖性且为层次结构复杂的系统,印证了景观生态学的尺度效应和等级理论普遍存在,景观指数和点格局相结合的方法在研究林地景观格局中具有有效性.