本研究利用1988年、2009年淳安县地区美国陆地卫星（Landsat 5）遥感影像数据，借助于ENVI、Google Earth和ARCGIS等地理信息系统软件，分析浙江省淳安县土地利用景观格局及其变化；采用辐射传输法反演研究区的地表温度，尝试对浙江省淳安县土地利用景观格局的热环境效应进行探讨。结果发现，淳安县土地利用主要以林地、耕地和水体为主，研究区近20年土地利用景观格局变化明显，林地、建设用地、园地和耕地的面积都有较大幅度的变化，其中林地和耕地分别减少了248.22km和57.0km2，建设用地和园地分别增加了196.5km2和88.4km2。地表温度对土地利用景观格局的变化有较为明显的响应，建设用地平均温度温度增加了5.69℃，林地平均温度降低了6.97℃。研究表明，各景观类型组成比列和分布格局的变化会影响研究区地表温度的高低。相较于以前学者们在城市景观热环境效应方面研究所得到的结论，典型农林流域的土地利用景观格局的热环境效应有自己独特而重要的影响。研究农业景观格局演变带来的生态环境效应对农业用地的规划和管理、农业景观格局的优化、可持续发展能力的增强等具有重要的学术和实践意义。
目录
摘要 1
关键词 1
引言 2
1 研究区概况 3
2 研究方法 4
2.1 数据来源和处理平台 4
2.2 土地利用景观格局的分类和信息提取...........................................................5
2.2.1数据预处理.............................................................................................5
2.2.2土地利用景观格局分类 5
2.3 地表温度的反演...............................................................................................5
2.3.1数据预处理.........................
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....................................................................5
2.3.2地表温度反演 6
3研究结果和分析 7
3.1 土地利用动态 7
3.2 地表温度演变 ...8
3.3 土地利用格局对地表温度的影响 ...........9
4 结论 10
致谢 11
参考文献 11
典型农林流域土地利用景观格局变化及其热环境效应
引言
引言
农业生态系统对自然条件依赖程度很强，其中水热资源分布在很大程度上决定了当地的然景观、适生物种及耕作制度等[1]，研究农业景观格局演变带来的生态环境效应对农业用地的规划和管理、农业景观格局的优化、可持续发展能力的增强等具有重要的学术和实践意义。景观生态学是把景观格局及其随时间的变化与景观的功能和过程相接，并对这种空间关系如何作用于生态和环境系统功能，及其如何受人类活动影响进行研究的学科。格局、功能以及过程是景观生态学的核心内容，还有一些景观生态学家强调空间格局和生态学过程以及尺度之间相互的作用是景观生态学的核心[23]。作为如今国际上发展迅速的一门新兴交叉学科，景观生态学是当前资源、环境、生态方面研究的一个热点，国际上对景观生态学在农业发展中的应用研究也越来越重视，景观生态学与农村和农业发展的结合已经成为当今景观生态学研究的一个大的趋势。
景观格局是指大小和形状不一的景观镶嵌体在景观空间上的排列，其变化会对人类生存的自然环境、社会制度、经济体制甚至文化思想构成影响[4]。景观格局对调节区域气候有着重要的作用，在一定尺度的气候背景下，景观格局和水热条件的相互作用十分明显。在微观层面人类活动对景观格局演变的主导性较为明显。
近年来国内外学者对景观格局动态的起因、过程与效应的研究已经有了较多的重视[58]，但农业景观格局的热环境效应的案例一直鲜有报道。农业生态系统是对自然条件依赖程度很强的生态系统，其中热力景观格局与过程在很大程度上影响着当地的自然景观、耕作制度、粮食产量以及生物多样性等。陆地表面温度是地球资源环境动态分析的重要指标，是地表物理过程中重要的参数，它包含了丰富的地学信息[9]，在很多领域有着重要的应用。近年来景观格局与地表温度关系的研究已经受到国内外学者的重视，但是目前国内对此领域的研究多是集中在城市，对农业地区的研究并不多。
土地利用的生态环境效应是21世纪中国地理学综合研究的重要领域[10]。现在有很多的学者都采用NOAA和Landsat这些卫星遥感数据来研究土地利用的热环境效应，并且都取得了不错的进展。研究成果表面明城市建设用地具有典型的增温效果[11]，绿地水体可缓解城市热环境聚集效应[1213],但是因为遥感影像分辨率的限制，大部分的研究都把城市建设用地当做均质表面来研究,比如说比较城市用地与水体、林地等非建设用地地表温度或热环境效应的差异[1415]，由于城市建设用地内部具有多样的地表特征，其辐射特征、热量、空气动力及湿度特性大不相同[16]。
国外对农业生态系统的研究从20世纪20年代开始，但是早期的研究比较关注作物与气候和土壤的关系，而对农业生态系统的结构和功能特征研究比较少[16]。在我们中国，农业生态系统水平的研究开始于80年代，但在农业生态系统的结构与功能[17]、能流与能效[1921]以及合理调节农业生态系统的发展中生态与生产关系[22]等方面已经积累了丰富的研究资料和成果。
随着景观生态学的发展，其与RS、GPS和GIS的结合也是越来越紧密，特别是在大空间尺度上，进行研究所需要用到的许多数据大多都是通过遥感手段得到的[22]。遥感数据具有范围广、时间同步性强的特点。遥感反演温度最初在20世纪60年代在国外发展，最初主要应用于研究海洋表面温度，伴随着高分辨率卫星的发展，Price首次进行了地表温度的反演[24]。地表温度反演的成果可以用来推动动物和作物的缺水研究、农作物产量的估算以及环境变化检测等各个领域的研究[3]。地表温度是区域气候的关键要素之一，是地表能量平衡的表现形式，其格局和动态也是衡量环境质量和社会发展政策优劣的重要标准。
遥感反演地表温度的方法可以分成两种，一是经验方法，二是理论方法。经验方法是实测传感器过顶时的地表温度，建立图像灰度值与地面辐射能量值之间的回归方程对地表温度进行估算[25]。但是这种方法有地区局限性，代表性差，反演精度较低等缺点。理论方法是基于热红外辐射的传输方程，依据大气和地表传感器接收热辐射强度的影响，推导出多种地表温度的反演算法[2627]。目前，热红外遥感数据的地表温度反演算法主要分为三大类：单通道算法、分裂窗算法和多波段算法。单通道算法适合于只有一个热红外波段的遥感影像。分裂窗算法适合于有两个热红外波段的遥感影像。而多波段算法顾名思义就是适合于含有多个热红外波段的遥感影像。

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