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基于分形理论的土地利用空间行为特征——以江西东江源流域为例 总被引：15，自引：1，他引：14
为增进对土地利用空间行为变化的理解,以分形理论为指导,在RS和GIS技术支持下,建立了东江源流域土地利用空间数据库,运用分形模型和提取数据对江西东江源流域土地利用空间格局的变化进行了研究。获得了1985年和2000年两个时期各个土地利用类型的分形维数和不稳定性指数,并且参照了常用的景观指数,包括斑块密度指数、景观斑块形状破碎化指数和景观类型分离度指数,对土地利用空间行为变化进行了定量分析,研究结果显示,景观斑块破碎度指数由0. 945变为0. 936,呈下降趋势;其他林地和有林地等土地利用类型的稳定性呈上升趋势,而高覆盖度草地、水域、灌木林地、旱地、水田等土地利用类型的稳定性明显降低,说明近期应当对它们进行适当保护;对其他林地和有林地而言,分形维数降低的程度,一方面说明了土地斑块形态规整化改善的程度,另一方面也说明了人们改善土地形态的行为强度,如植树造林、退耕还林。 相似文献
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红水河梯级电站喀斯特库区土地利用与景观格局变化研究 总被引：4，自引：1，他引：3
水电开发在带来巨大经济利益的同时也不可避免对当地土地利用方式与生态环境产生不同程度的影响.本文以红水河库区典型区域广西大化县为研究对象,基于1988年～2006年四期遥感影像资料,运用遥感与GIS技术和景观格局分析方法,分析了研究区土地利用与景观格局变化特点、土地利用动态变化对景观类型脆弱度的影响.结果表明:①整个研究期内研究区土地变化核心是水田、旱地、园地、城乡建设用地、水域、中覆盖荒草地、低覆盖荒草地、灌木林地与有林地,其中园地、城乡建设用地、水域面积显著增加,水田、有林地、灌木林地、中覆盖荒草、低覆盖草地、旱地大幅度减少,裸岩砾石地相对变化幅度不大;②各个研究期内土地利用变化有较明显的差别,库区土地利用变化的区域差异明显,各种地类相互转换复杂,土地退化及各地类转化为水域现象十分明显;③景现格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势,景观多样性提高,斑块类型趋于离散,景观变化的区域差异与土地利用变化的区域差异基本一致;④不合理的人类活动、水电建设及脆弱本底环境对库区的累积作用是库区生态环境难以良性发展的主要原因,喀斯特库区土地资源开发存在较大的生态风险,人类活动强度超过喀斯特生态环境承载力范围将会导致喀斯特库区生态环境恶化,因此应采取有效措施进行治理,促进库区经济和生态环境的良性发展. 相似文献
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基于DEM的醴陵市土地利用空间格局分析 总被引：9，自引：0，他引：9
地形是土地利用空间格局形成的基础,本文利用遥感影像、土地利用现状图、地形图、地貌图,以及野外实际调查资料,通过建立DEM、地貌分区、高程分级、叠加分析等过程,以地貌分区和高程分级区域为基本空间单元,分析了湖南醴陵市土地利用空间格局及与地形因子的关系。结果表明土地利用类型空间分布具有强烈的区域差异性,各地貌分区与高程分级区域的土地利用组合不同,同一土地利用类型在不同地貌分区和高程区域的分布存在差异;土地利用类型空间分布与海拔高程具有显著的相关性,随海拔高程增加,林地分布比例增大,耕地、园地、城乡居民用地、工矿用地、水域和未利用土地均呈减少趋势。在此基础上,构建了研究区土地利用空间格局的三维景观模型,直观地再现了土地利用空间格局与所处环境的关系,有利于辨识不同地貌部位土地利用的分布规律与差异,可为研究区农业结构调整和土地资源可持续利用提供参考。 相似文献
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城乡交错带景观格局及多样性空间结构特征——以长春净月开发区为例 总被引：2，自引：0，他引：2
城乡交错带中不合理的景观生态格局常常成为城市生态问题的症结所在。利用2005年净月开发区的2.5m分辨率SPOT5遥感影像、DEM数据和1∶2000正射影像数据,应用景观生态学原理,选取斑块密度、景观形状指数、分形维数指数、聚集度指数、多样性指数、均匀度等指数,从斑块格局、区域景观格局等方面进行景观生态分析。采用500m×500m的正方形将研究区的土地利用数据切分成909块规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究多样性空间结构特征。结果表明:①净月开发区中农田和林地占有绝对优势;农村居民地的斑块密度远大于其它类型的斑块密度,形成了农村居民地、林地、旱地交织的城乡交错带景观。各类景观分布显示出与高程之间明显的相关性;②各镇(街道)的景观形状指数、分形维数、聚集度指数的排列如下:玉潭镇>净月街道办事处>永兴街道办事处;多样性指数、均匀度指数、斑块密度的排列顺序为:玉潭镇<净月街道办事处<永兴街道办事处;③多样性分布具有较好的空间结构性,属于中等强度空间相关。各向异性分析表明该区域的多样性空间分布是各向同性的。通过普通Kriging插值发现,多样性空间分布的高值区主要分布于净月开发区西北部,这主要是受城市总体规划和地形因素的影响;另外,长春至双阳公路两侧也是多样性空间分布的高值区,表明主要公路两侧受到人为因素的干扰较大,使得土地利用的程度加剧,自然景观受到较大的破坏。 相似文献
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榆林地区景观格局分析及其破碎化评价 总被引：18，自引：1，他引：18
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乔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. 相似文献
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《科技通报》2016,(1)
在ARCGIS 10.0和FRAGSTAT 4.2软件支持下,以哈巴雪山自然保护区2010年土地利用现状图基础,结合二调数据,从面积指数、斑块数指数、周长指数、形状指数、分形分维数等方面分析哈巴雪山自然保护区景观格局空间特征。结果表明:研究区域内常绿针叶林、草甸、草丛面积较大,保存的较为完整;河流、水田在整个景观中所占比例极小,破碎化程度较高。常绿针叶林、草丛和草甸的周长值较大,对景观整体格局有较大影响,斑块边界密度较小,破碎化程度较低;河流、居民用地和旱地的周长值较小,斑块边界密度较大,呈零星小面积分布,破碎化程度较高。整个景观的周长-面积分形维数为1.3226远小于2,表明整个景观的褶皱程度比较低。 相似文献
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白洋淀流域景观空间格局变化研究 总被引：14，自引：1，他引：14
通过GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS对白洋淀流域1986年和2000年景观格局的对比分析,哪结果表明:①在景观尺度上,研究区景观破碎化程度下降,斑块形状更加简单规则,斑块类型分布更加离散,空间连接性减小,多样性和均匀度增加;②在景观要素类型尺度上,耕地面积减少,并且更加破碎,形状更加复杂,而与此相对的是城乡工矿居民用地面积增加,形状规则;尽管林地面积的增加主要来自草地的转化,但是林地和草地的破碎化程度、斑块形状和连通性等指标变化趋势基本一致;水域面积减小,形状变得规则且斑块集中;③林牧和农牧交错带的景观格局变化非常明显,说明了其景观生态比较脆弱和易变;④人类活动对白洋淀流域的干扰主要集中在东部旱地区,同时西部山区的封山育林和退耕还林还草等生态建设措施取得了一定的成效. 相似文献
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环渤海区域土地利用景观格局变化分析 总被引：8，自引：0，他引：8
利用环渤海区域1985年、1995年和2000年3期TM卫星遥感解译数据,在GIS和景观格局分析软件支持下,对该区域1985年~2000年的土地利用景观格局及其变化进行了模拟分析。结果表明: 耕地是区域主导的景观类型,1985年、1995年和2000年耕地分别占景观类型总面积的55.96%、53.70%和55.64%;林地、建设用地是区域优势景观类型,林地分别占景观类型总面积的21.12%、22.13%和20.95%,建设用地分别占景观类型总面积的10.48%、11.83%和11.70%;1985年~1995年、1995年~2000年两个时期,林地和建设用地景观的变化趋势是先增加后减少,与耕地景观变化趋势正好相反,在一定程度上反映了耕地与林地、建设用地景观类型之间的互动转换关系;两个时段土地利用景观斑块数、斑块密度、边界密度、多样性指数、聚集度和均匀度指数的变化表现为先增后减的过程,分维数、蔓延度指数和分离度的变化呈现出先减后增的过程。1985年~2000年土地利用景观斑块数、分维数、多样性指数、分离度和均匀度指数处于降低趋势,而斑块密度、边界密度、蔓延度和聚集度指数呈现出增大趋势,反映了该区域内土地利用景观类型之间存在较大差异,各组分的复杂性降低,大斑块增多,各景观之间的不均匀性增大,不稳定性增强。 相似文献
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哀牢山区哈尼聚落空间格局与耕作半径研究 总被引：17，自引：0，他引：17
以哀牢山区元阳梯田景观中的哈尼聚落为研究对象，用FRAGSTATS计算景观格局指标，用GIS的统计功能、切割运算及缓冲区分析方法，得到斑块粒度、景观类型空间邻接比例、聚集程度及聚落耕作半径等。结果表明：①景观具有耕地与林地占优势地位且两者面积相当的均衡格局特征，聚落是区内斑块数最多的景观类型；聚落的平均斑块面积小且密度大，空间分布类型在各层次上都表现为随机分布，与旱地、水梯田和有林地的空间邻接长度和数目均都较高;②缓冲区分析方法确定的聚落耕作半径存在区域差异。景观水平上的耕作半径为799.7m，约60%的耕地在耕作半径内，有2/5的水梯田离聚落较远；中部亚区耕作半径827m，无论是耕地还是林地类型，其缓冲区内斑块面积占其实际面积的比例都较南北两个亚区高，体现出该区耕作相对容易，具有耕地与林地相间分布的特征;③在局地差异极大的山区，包含在无地表差异的聚落耕作半径内的耕地面积比较有限。以耕作半径为基础，综合参考耕地的坡度、产出等特征，可为合理的退耕还林提供参考。 相似文献
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流域内城市土地利用扩张多尺度空间分异特征探析——以北京温渝河流域生态廊道规划区为例 总被引：3，自引：0，他引：3
以北京东北边缘温榆河沿河道两侧的生态廊道规划区为研究对象,以流域1991年、1996年、2002年三期TM影像、中国资源二号卫星遥感影像等为数据源,分别从区域尺度、土地利用类型尺度及斑块尺度,剖析土地利用变化的多尺度空间分异特征及变化轨迹,结果表明：区域尺度上表现为近期林地面积增加显著,水域面积缩减了近一半;河道附近水域多转为林地,距离远的多转为建设用地;1996年-2002年耕地转为建设用地现象较明显;土地利用格局中经济空间连通度增强;中北部地区土地利用变更现象频繁;各土地利用类型集中度从该类中心到周围300m-400m内迅速减小．但不同土地利用类型集中程度指数下降趋势有各自的距离效应,林地和城市建设用地与其他地类的变化趋势相比有显著差异;各土地利用轨迹在各缓冲带上出现频率的内部差异不大,持续性土地利用轨迹的平均斑块面积沿缓冲带有较明显规律。 相似文献
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河南省土地利用景观格局分析 总被引：10，自引：1，他引：9
利用河南省土地利用现状数据,对河南省土地利用现状进行分析,并在此基础上运用景观格局指标对研究区域土地利用的空间格局进行定量分析。结果表明：①河南省优势景观类型为耕地,其面积占土地总面积的65%左右,其次为建设用地和林地,其它面积较小的景观类型则呈补丁状散布在各个分区中;②由于自然条件和人类活动干扰的双重作用,造成河南省土地利用景观格局存在明显的空间差异,在地形起伏较大的山地丘陵地区,景观的多样性和均匀度相对较高,景观优势度则相对较低;在人类活动强烈的平原地区,农业景观类型具有明显的主体地位,景观则呈现较低的多样性性和均匀度,而在生态环境相对较为脆弱的山地平原过度地区,加上高强度的人类活动对土地利用的影响,致使这些地区景观破碎化程度较高。 相似文献
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大都市边缘区土地利用动态变化研究——以北京市平谷区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
本文以北京市平谷区为例,利用1993年、2008年两期土地利用现状图,从数量结构、空间格局和类型转换三个角度对平谷区土地利用的动态变化情况进行了定量分析。结果表明：①15年来,平谷区耕地面积锐减,园地面积大幅增加,城乡建设用地逐年增加;②土地利用变化的强度和方向在不同地貌分区存在明显差异,山区、半山区受农业结构调整和生态退耕政策影响,耕地流失最严重,主要转为园地和林地,而在平原区,主要是建设占用导致耕地减少;从山区、半山区到平原区建设用地面积增加量依次增大;③在土地利用类型转换上,主要表现为耕地转为园地、林地和城镇村及工矿用地,林地转为园地,以及草地转为林地;园地的增加主要来自农业结构调整,新增建设用地主要分布在平原区,来源于耕地。因此,协调经济发展与农地保护间的矛盾,是平谷区社会经济发展中必须重视和解决的问题;继续加强生态保护,以保障平谷发展服务首都北京的功能,实现自身社会经济的可持续发展目标。 相似文献
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公主岭市土地利用变化的生态效应研究 总被引：5，自引：0，他引：5
不同的景观结构组成和空间配置具有不同的生态效应，因此土地利用/土地覆被变化会影响生物多样性和生态系统功能的发挥。本文选取1975年Landsat/MSS影像数据和1986年、1996年和2000年Landsat/TM标准假彩色合成影像作为基本信息源，借助GIS空间分析和地统计分析功能，从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现，近30年来公主岭市土地利用/土地覆被变化显著。1975年～1986年间各类土地利用类型的变化尤为明显，到1996年～2000年间土地利用变化的速度明显减慢。从土地资源分布重心可以看出，土地利用分布空间变化主要是由耕地的变化引起的。景观生态指数计算结果表明，公主岭市1975年～1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加，随后逐渐减小，这种变化与该地区土地利用类型的变化，特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关，说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。 相似文献
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基于多智能体粒子群算法的松嫩平原土地利用格局优化 总被引：2，自引：0，他引：2
土地利用格局优化是实现土地资源合理配置的重要方式。本文以松嫩平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS和RS技术,采用Matlab编程,结合多智能体（MA）和粒子群算法（PSO）,建立土地利用格局优化模型,以粮食生产、生态安全和社会经济发展为优化目标,设计政府、职能部门和个体三类智能体（Agent）,并结合研究区土地利用格局优化目标的决策偏好确定其优化方案。结果表明：①基于多智能体改进粒子群优化算法建立土地利用格局优化模型,实现了研究区土地利用类型数量结构在时空上的合理匹配及其空间构型和空间组合方式合理配置,建立的土地利用格局优化模型可行;②3个优化方案中,方案1更加偏向于生态安全优化目标的实现,方案2更加偏向于社会经济发展目标的实现,方案3更加偏向于粮食生产目标的实现;在研究区土地利用格局子目标决策偏好的实现上,3组土地利用格局优化方案对实现粮食生产、生态安全、社会经济发展等优化目标的决策偏好具有显著差异;③研究区土地利用格局不同优化方案呈现不同土地利用结构,在空间布局上有显著的分异特征。本文完善和丰富了土地利用格局优化的理论基础和研究方法,可为土地利用规划提供有力的技术支撑。 相似文献
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六盘山南麓具有三个冲突效益的Pareto最优土地利用格局(英文) 总被引：2，自引：0，他引：2
土地利用空间最优格局及其相应的最优效益是土地资源利用、景观生态学和可持续发展科学的关键课题之一,多年来在其优化方法论上未能取得明显进展,尤其在多目标土地利用空间格局优化中系统地获取所有Pareto最优解及其解空间的分析方面。已有的土地利用空间格局优化研究大多数停留在"先数量优化、后空间配置"的两步走模式,以及利用目标规划等数学方法将多个优化目标转化为单个目标的简化模式。本文通过优化一个农林牧交错地域的土地利用格局,在方法论上对这一前沿课题作了探索性研究。研究通过林地、草地、耕地的空间调整,最大化平均土地生产潜力、土壤保持总量、小型林地鸟类可持续生境面积这3个相互冲突的效益目标函数。首先基于栅格数据,给出了土地利用斑块与格局、土地利用格局优化、简化的土地适宜性约束的严格的数学表述,以及多目标土地利用格局优化的一般概念或定义,包括某种土地利用类型的最大连通性、土地适宜性函数、两个格局的优于关系、Pareto最优集及前端曲面、均衡最优解和均衡最优格局。栅格图上的土地利用空间格局被定义为以空间位置为自变量、以土地利用类型为因变量的未知函数。相应地,待优化的效益子目标被定义为这个未知格局函数的函数,即效益泛函。然后,按照这种数学表述给出了土地利用效益的3个子目标的计算方法:基于AEZ方法(agro-ecological area method,农业生态区划法)的平均土地生产潜力总量、基于生境网络斑块和ESLI(Ecologically Scaled Landscape Indices,生态标度的景观指数)的小型鸟类的可持续生境面积、基于USLE(Universal Soil Loss Equation,通用土壤侵蚀方程)的土壤保持总量。选取中国泾河流域六盘山南麓一个300km2的土地利用格局作为研究区域,给出了在研究区土地利用现状格局之下这3个土地利用效益子目标函数的计算结果,包括基于ESLI的三类可持续生境网络斑块的分布与面积。最后,在三维空间中用透视图直观展现了研究区三目标优化问题的解空间——Pareto最优前端曲面,以及相应的Pareto最优土地利用格局。提出通用的"七区分析"模式,来分析这些优化结果(解空间),以获得解空间相对于现状格局目标函数值的分布情形,包括各个特定点、交线及边界线、各个分区所表现的空间结构、总体趋势、边界特征、均衡最优解及有关的均衡最优格局。其中均衡最优格局与根据现状格局图、土地适宜性图以及其他计算参数图所作的定性分析结果一致,初步表明此多目标土地利用格局优化的模型与算法基本合理,即:能够充分利用与土地利用相关的自然属性的空间变异性,在不显著改变各类土地利用面积的情况下增进三类土地利用目标效益。本文的研究方法强调严格的数学表述、完备的解空间获取、信息丰富而直观的解空间的表达方式与分析模式,其研究结果虽然还难以直接应用在实际的土地利用规划中,但是它有利于这样一种假设:多目标土地利用格局优化的核心研究内容,不是为具体的土地利用规划提供有限个方案,而是要探索、了解在自然状态下,多种土地利用效益的极大化空间。 相似文献
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景观格局的人类干扰强度定量分析与生态功能区优化初探——以福建省闽清县为例 总被引：3，自引：0，他引：3
基于GIS和RS技术,对2000年和2005年闽清县两期遥感影像解译,综合运用景观生态学和地统计学方法,对闽清县景观空间格局变化特征和人类干扰强度关系进行定量研究。结果表明:①2005年比较2000年,闽清县的景观破碎化程度明显减少,旱地、水田、林地、草地、水域和未利用地的斑块密度显著减少,而建设用地斑块密度增加,景观组分平均斑块面积均在增加;景观类型越来越有少数斑块类型控制,区域连通程度适中;②人类干扰分布强度及变化趋势与城镇扩展方向和强度基本一致;随着城市化进程的加快,干扰强度呈持续增强,干扰强度最大的区域也是生态系统最脆弱和生态保护的重点地区。在此基础上,以景观流原理作为出发点,采用累计耗费距离模型,研究了闽清县景观功能空间差异,进而探讨了构建生态源地、生态廊道等方法加强空间组分联系,以便对研究区的景观格局优化。研究结果为闽清县的生态环境规划和建设提供理论依据和参考价值。 相似文献
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优化城市群土地开发模式对于提高城市群国土空间开发质量具有重要意义。对比中美城市群的土地开发模式,有助于拓宽视野,深化对城市群可持续发展的认识。本文立足比较研究的视角,从城市群建设用地的扩张模式、土地开发强度及其景观生态效应等方面,从多个空间尺度系统地分析了2000—2020年中国和美国的6个典型城市群在土地开发模式上的差异。结果表明：①2000—2020年,中国典型城市群建设用地扩张强度明显高于美国典型城市群,中国典型城市群建设用地扩张类型以边缘型为主,美国的则以填充型为主,但是中国典型城市群填充型扩张用地占比逐渐上升。②从城市尺度的土地开发强度空间分布上看,中国典型城市群呈现多中心聚集成团的空间形态,而美国典型城市群则呈现多中心带状式、网络式的空间形态。③中国典型城市群建设用地扩张主要占用的是耕地,而美国典型城市群建设用地扩张主要占用的是林地和草地。④从建设用地的景观形态上看,2000—2020年,中美典型城市群的最大斑块指数（LPI）和聚集指数（AI）上升趋势均较为明显。本文结果整体上表明,提高土地开发集约度,建设紧凑型城市,仍是未来城市群发展的重要趋势。本文可为中国和其他发展中国家城市群国土空间规划、城市群城市化进程研究提供参考。 相似文献
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露天煤矿区的资源开发会导致土地损毁和景观格局破坏,损毁土地的复垦规划和实施也应该考虑景观生态的保护。景观指数作为定量化研究景观格局的手段之一,其本身具有明显的尺度依赖性并存在生态学意义的重叠,因而针对矿区土地损毁与复垦过程进行景观指数尺度效应分析及代表性景观指数筛选是一个重要前提。本文以北方农牧交错生态脆弱区魏家峁露天煤矿区为例,应用景观生态学和传统统计学方法,分析了矿区开采前、开采结束和完全复垦3个阶段的13种格局水平景观指数的粒度效应,筛选了能够反映矿区开采损毁、复垦对景观格局产生影响的10个代表性景观指数。结果表明：除斑块丰富度密度指数外,其余12种景观指数表现出很强的粒度效应,该生态区露天煤矿区景观指数计算的适宜粒度范围为10~15m;最终确定表征该露天煤矿区开采结束后景观格局变化的代表性景观指数为香农多样性指数、景观形状指数、面积加权分维数和几何最邻近距离,表征该露天煤矿区完全复垦后景观格局变化的代表性景观指数为香农多样性指数、景观形状指数、面积加权分维数和聚集度。研究结果可为进一步分析露天煤矿区开采损毁与复垦多阶段、多复垦模式的景观格局变化提供参考,为切实保护矿区土地资源和景观生态提供指导。 相似文献