研究方法、技术路线、实施方案

如题所述

景观格局的数据来源主要有航片、卫片、地形图、土地利用现状图及各种文献资料,其中卫片是大尺度研究广泛采用的数据来源;景观格局数据处理普遍采用现有的GIS软件,如ARC/INFO、ARCWIEW,结合EXCEL处理,或通过景观分析软件FRAGSTATS直接获取各类景观指数。本研究的主要方法、技术路线、实施方案为:

1.4.1 研究的主要方法

景观格局指数是高度浓缩的景观格局信息,是反映景观结构组成、空间配置特征的简单量化指标[43]。因此,农田景观格局演变的分析方法主要采用景观格局指数,并结合图形分析与空间统计分析。

本研究的数据源主要选用能够反映小尺度景观特征的土地利用现状图:河北省中捷友谊农场1985年、2003年土地利用现状图(1∶10000),山东省兖州市兴隆庄镇2003年土地利用现状图(1∶10000),山东省兖州市兴隆庄镇1980年航片(1∶10000);反映历史景观特征的资料:河北省中捷友谊农场1956年建场规划图(1∶25000),河北省中捷友谊农场11队1963年农业机械化规划图(1∶10000),河北省安国市伍仁桥镇1958年大方园田化图(1∶10000),山东省兖州市1980年农业区划图(1∶50000);反映采煤沉陷地复垦工程的资料:山东省兖州市兴隆庄镇采煤沉陷地生态农业复垦规划设计;以及其他相关文字报告等。

数据处理主要采用ARCWIEW、MAPINFO等GIS软件进行矢量化处理,景观指数通过景观分析软件FRAGSTATS3.3获取。

FRAGSTATS是由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的著名的景观指标计算软件,其最新版FRAGSTATS3.3不仅提供了易于操作的可视化图形界面,还增加了许多新的指数,如线性指数(Linearity Index)、穿越能力指数(Traversability Index)等,并对部分指数的计算方法进行了修改。另外,FRAGSTATS3.3还提供了1个使用者定义的移动窗口分析方法,可用于计算核心像元的指数值。但FRAGSTATS3.3只接受多种格式的栅格数据,不接受矢量数据。

FRAGSTATS3.3可以计算的斑块指数19个,类型指数121个,景观指数130个,但许多指数间相关性很强,且部分指数主要适用于野生生物保护以及复合种群(碎裂种群)动态方面的研究(如核心面积指数、邻近度指数以及连接性指数等)。这些指标的计算方法详见FRAGSTATS3.3的使用说明书,所有公式都采用FRAGSTATS3.3中的表达式。

采用统计分析软件SAS6.12对部分数据进行相关性、显著性等方面分析,采用对比分析法,选取已规划的区域(中捷友谊农场、兖州市等)、未规划的区域,进行农田景观格局分析和生态质量等方面的比较,揭示一般农田景观规划存在的优缺点,归纳一般农田景观规划设计模式。分析一般农田和已复垦农田的景观格局、廊道与斑块中存在的问题,分析以生产力为主和以生态为主设计的区别,以及农业景观格局、廊道与斑块的设计要求(包括内部构成,如物种、材料等)。

1.4.2 研究的技术路线

①资料收集与分析;②进行农田景观规划的概念、内容、方法、程序和模式等研究;③一般农田景观格局特性分析,取样分析一般农田景观格局特性;④复垦农田景观格局特性分析,取样分析复垦农田景观格局特性;⑤实例模拟评价。如图1-1。

图1-1 复垦农田景观生态重建研究程序框图

1.4.3 实验与模拟方案

①选择华北、华东地区已规划设计的一般农田、复垦农田,并选择相应未规划设计的农田进行景观格局对照;②通过景观分析软件FRAGSTATS3.3获取景观格局和结构指标,计算机处理数据,结合EXCEL建模;③选择一定区域的遥感数据,进行景观格局特性分析;④实例评价。

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