2023年7月1日发(作者：)

地理信息系统在景观生态学中的应用

摘要：景观生态学是在宏观角度研究景观动态变化过程的一门学科。尤其在当下，人们越来越重视自然环境的保护，重视人类活动对自然环境造成的影响，景观生态学作为一门重视不同景观因素间相互作用、协调功能以及动态变化的学科，加强对景观生态学理论的研究与应用，对生态生态修复具有十分重要的意义。

关键词：地理信息系统；景观生态学；应用

引言

景观生态学的理论和方法始终贯穿HJ19-2011环境影响评价技术准则，是量化生态状况评价和预测的主要技术方法，也是国内外生态研究的热点。但是，景观生态学的量化一直是生态评价的难点之一。地理信息系统(GIS)是一种计算机技术系统，用于收集、存储、管理、分析、处理和显示地理数据和相关数据的输出。在地理信息系统(GIS)中，设计开发的基本思路是研究对象的空间位置、分布和关系，基础研究对象被推广为点、线、面的空间矢量实体，并赋予其属性。采用空间分析模块、三维分析模块、地理统计分析模块、水文分析模块等GIS系统工具，对评价区域进行了全面直观的评价。

1景观生态学概述

严格意义上来说，生态学与景观生态学之间是包含与被包含的关系，景观生态学的研究主要是在生态学、地理学等相关理论的支持下完成的。其内容主要包括物质流、能量流等在地球表层是如何进行传输与交换的，生物、非生物与人类之间的转化关系究竟是怎样的。除此以外，景观生态学研究运用生态系统原理对景观结构、功能等进行研究也是一项主要内容。现阶段，关于景观生态学在一定空间与实践上空间格局与具体生态过程的研究已然成为有关工作人员的研究重点。生态学过程与尺度之间的相互作用，同时将人类活动与生态系统结构和功能相整合也是景观生态学的重要学科特征和研究优势。经过最近二十多年发展，人们对景观生态学认识有趋同的倾向，空间异质性被广泛认为是景观生态学核心内容。 2地理信息系统

地理信息系统(GIS)可以收集、存储和管理相关数据，并在计算机软件信息系统的技术支持下，分析和显示整个或部分地球表面或面积的地理信息分布数据系统信息。GIS的主要结构由三层组成，即数据处理层、应用管理层和业务管理逻辑的深层层。其主要功能是高度可视化，可直接利用大量数据库和信息技术构建和显示平面三维虚拟建筑管理模型，清晰直观地呈现城市中各种大型建筑的空间分布管理。地理信息采集系统还可以准确定位特定对象的位置，方便地查找特定地理区域的位置和特定对象。卫星信号信息的实时传输主要通过卫星网络通信系统的实时广播接收和GPS等卫星信号定位通信技术实现。随着地理信息技术的不断进步，各种数字信息技术、存储技术、空间信息分析和处理技术、模拟处理技术以及与地理信息系统有关的其他视觉信息技术逐渐得到开发和应用。

3地理信息系统及其在景观生态学中的应用概述

3.1生态评价

生态评价是指根据景观生态学的基本理论，结合景观生态学特有的评价原理和评价流程，对现有景观、具有实用性的规划方案和景观整体的生态功能进行分析和评价的过程。常见的景观生态评价包括对景观的生产力、适宜性、美学以及生态安全评价等。生态评价是对生态学理论与应用研究中十分重要的环节，是地区整体生态环境评价的重要内容。生态评价主要体现在以下几个方面：第一，对土地承载能力、物质物种、空间格局等与规划范围生态环境发展过程紧密相关的因素进行分析，这种分析是生态景观学理论在景观设计中进行应用的核心。第二，根据景观规划的目标和原则，要按照主导因素作为分类标准，进行分类划分。完成后按照分类的情况进行景观生态制图，从景观生态图中可以完整体现出不同生态类型景观的空间分布和比例关系。第三，生态适宜性评价。根据景观规划所处地域的不同以及最终要实现景观效果的差异，结合景观资源、规划区域的地理条件、景观未来的可持续发展需求和现有各类资源的利用要求，从自然因素和社会因素的角度出发，综合评定景观的独特性、功效性、美学价值等。

3.2景观生态学中的GIS应用 GIS在景观生态学中广泛应用。通过确定地貌面积、形状、邻近性和连通性，分析了景观中能源、物质和生物量的方向和流动情况，主要用于景观生态分类、景观格局分析、景观多样性测绘以及景观空间一致性和邻近性分析。同样，地理信息系统可以从以下方面促进景观生态学的理论和应用研究(Burrough，1986年；haines-young等人)，1993年burrough&mcdonnell，1998年):(1)整合分散的数据和图像数据(例如各种图表和数据集)并将其存储在一起，以便长期有效地使用；(2)将各种类型的地图(空间数据)与文本和关于计算机高效地图内容的数字记录(特征数据)连接起来，以整合这两种数据形式；(3)为长期和长期储存和更新地理空间数据及相关信息提供了有效工具。(4)为空间模式分析和空间模型提供了功能强大、易于使用的技术框架。因此，生态学家在数学和计算机方法上采用一些复杂的研究方法是有益的。

3.3景观功能和稳定性分析

该项目完成后，根据评估区土壤、气候和植被特点，在临时土地面积内采用当地树种进行植被恢复和耕地恢复，项目完成后3年恢复阶段将恢复原地表植被。因此，项目完成后评价区的景观矩阵仍然是农田植被，其景观生物复原能力很强。工程完成后，除了永久占用建设用地、临时占用土地种植树木和草地以及恢复植被外，这种植被被称为单一类型的人工绿化植被。因此，工程建设在一定程度上降低了评价区植被的异质性。

3.4园林景观功能区的划分

根据已经做出的规划范围、规划目标、生态评价结果，可以按照景观结构特点、生态服务功能、人文需求对景观进行功能区的划分。同时考虑周边环境的空间格局，合理调整布局，以此来协调自然环境与社会经济之间的关系。景观功能区的划分是景观生态学应用的基本原则——整体性、协调性、尺度性和可持续性。

3.5湿地景观生态恢复监测数据预处理

通过网格监测点采集到的湿地景观生态恢复监测数据，是纷繁复杂的第一手数据，数据格式、数据类型、压缩状态等尚未统一，因此还不能直接使用，需要进行数据预处理。数据预处理设置在网格终端机中处理。将数据以时间轴为处理依据，形成单一网格点的动态化数据，用以表现湿地景观生态的演变过程。各个网格点采集到的实时数据附加坐标、时间、类型等信息后，装订成标准数据格式，存入电子信息表。基于GIS地图设定好的对空间描述规则，综合图像、拓扑图像、几何数据等背景信息，作为湿地景观生态恢复的模糊转化过程及显示方式，以矢量化数据的方式形成基础数据库，为数据分析与后期处理提供条件。

结束语

地理信息系统(GIS)空间分析模块在生态环境评价景观生态学技术方法中的应用，不仅拓宽了GIS的应用范围，而且丰富了生态评价的技术方法和评价内容，实现了生态环境状况评价和预测评价的量化。GIS中的空间分析模块功能应用于景观生态学，利用GIS中功能强大的空间分析功能计算了景观的频率、密度、景观比例和主导性。根据项目建设前后地域景观主导地位的变化，分析了能够准确定量反映生态系统完整性的景观结构和稳定性。

参考文献

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