景觀指數(shù).doc

第四章 景觀格局分析方法教學(xué)目的：通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握景觀格局分析方法的含義及其意義，了解景觀空間格局分析的基本步驟；熟悉各特征指數(shù)的計(jì)算方法及其生態(tài)意義；了解格局分析中誤差的來(lái)源、精度評(píng)價(jià)方法和常用降低的誤差方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)景觀格局與景觀格局分析的概念與主要的景觀指數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。第一節(jié) 概念一、景觀格局的概念 主要指空間格局，包括景觀組成單元的類(lèi)型、數(shù)目以及空間分布與配置。如不同類(lèi)型的斑塊可在空間上呈隨機(jī)型、均勻型或聚集型分布。景觀格局研究在生態(tài)學(xué)文獻(xiàn)中占有很大比重，成為景觀生態(tài)學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。二、景觀格局的基本類(lèi)型對(duì)景觀格局的認(rèn)識(shí)并沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，不同的目的、不同的角度可以將景觀格局分成不同的類(lèi)型。著名的美國(guó)生態(tài)學(xué)家福爾曼針對(duì)不同的景觀格局和結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行了分類(lèi)與歸納，如下：1）規(guī)則或均勻分布格局指某一特定類(lèi)型景觀要素間的距離相對(duì)一致的一種景觀。大面積林區(qū)長(zhǎng)期的規(guī)則式采伐和更新造成的森林景觀、平原農(nóng)田林網(wǎng)控制下的景觀都屬于規(guī)則式均勻格局。2）聚集（團(tuán)聚）型分布格局同一類(lèi)型的景觀要素斑塊相對(duì)聚集在一起，同類(lèi)景觀要素相對(duì)集中，在景觀中形成若干較大面積的分布區(qū)，再散布在整個(gè)景觀中。如：在丘陵農(nóng)業(yè)景觀中，農(nóng)田多聚集在村莊附近或道路的一端。3）線狀格局指同一類(lèi)景觀要素的斑塊呈線性分布。如：沿公路零散分布的房屋，干旱地區(qū)（或山地）沿河分布的耕地。4）平行格局指同一類(lèi)型的景觀要素斑塊呈平行分布。如：侵蝕活躍地區(qū)的平行河流廊道，以及山地景觀中沿山脊分布的林地。5）特定的組合或空間聯(lián)結(jié)格局指不同的景觀要素類(lèi)型由于某種原因經(jīng)常相聯(lián)結(jié)分布?？臻g聯(lián)結(jié)可以是正相關(guān)，也可以是負(fù)相關(guān)。如：稻田總是與河流或渠道并存是正相關(guān)空間聯(lián)結(jié)的實(shí)例；如平原的稻田區(qū)很少有大片林地出現(xiàn)。三、景觀格局分析的概念景觀生態(tài)學(xué)研究最突出的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性、生態(tài)學(xué)過(guò)程和尺度的關(guān)系。研究空間異質(zhì)性自然會(huì)用到一些已經(jīng)在生態(tài)學(xué)中應(yīng)用的空間割據(jù)分析方法，同時(shí)又有必要發(fā)展新的方法來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足。研究景觀的結(jié)構(gòu)是研究景觀功能和動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。景觀格局分析方法： 用來(lái)研究景觀結(jié)構(gòu)組成特征和空間配置關(guān)系的分析方法。他們不僅包括一些傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，同時(shí)也包括一些新的、專(zhuān)門(mén)解決空間問(wèn)題的格局分析方法。如何定量地分析景觀格局是景觀生態(tài)學(xué)一個(gè)重要而具有挑戰(zhàn)性的研究課題。生態(tài)學(xué)中長(zhǎng)期以來(lái)缺乏將空間格局、生態(tài)學(xué)過(guò)程和尺度結(jié)合到一起來(lái)研究，而景觀生態(tài)學(xué)的一系列研究方法正是強(qiáng)調(diào)這三者的相互關(guān)系。這一點(diǎn)已成為景觀生態(tài)學(xué)與其它生態(tài)學(xué)科的主要區(qū)別之一。 通過(guò)研究空間格局可以更好地理解生態(tài)學(xué)過(guò)程。從格局到過(guò)程的推繹仍然是景觀生態(tài)學(xué)面臨的一大挑戰(zhàn)。第二節(jié) 景觀格局分析的基本步驟一、景觀格局分析的目的意義 （1）確定產(chǎn)生和控制空間格局的因子及其作用機(jī)制；（2）比較不同景觀鑲嵌體的特征和它們的變化；（3）探討空間格局的尺度性質(zhì)；（4）確定景觀格局和功能過(guò)程的相互關(guān)系；（5）為景觀的合理管理提供有價(jià)值的資料。景觀格局的基本模式：斑塊-廊道-基質(zhì)模式 在實(shí)際研究中，要確切地區(qū)分斑塊、廊道和基質(zhì)有時(shí)是很困難的，也是不必要的，這與尺度有密切關(guān)系： 許多景觀中并沒(méi)有在面積上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的植被類(lèi)型或土地利用類(lèi)型； 斑塊、廊道和基底的區(qū)分往往是相對(duì)的，總是與觀察尺度相聯(lián)系 ； 廣義地講，基質(zhì)可看做是景觀中占主導(dǎo)地位的斑塊，而許多所謂的廊道也可看做是狹長(zhǎng)型斑塊。二、景觀格局分析的基本步驟 以研究目的和方案為指導(dǎo)，收集和處理景觀數(shù)據(jù) 將真實(shí)的景觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的景觀，選用適當(dāng)?shù)母窬盅芯糠椒ㄟM(jìn)行分析 最后對(duì)分析結(jié)果加以解釋和綜合景觀格局分析圖示第三節(jié) 景觀指數(shù)一、景觀指數(shù)景觀指數(shù)：能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。二、景觀要素斑塊特征分析1 景觀要素斑塊規(guī)模A: 斑塊面積類(lèi)斑塊平均面積：景觀中某類(lèi)景觀要素斑塊面積的算術(shù)平均值。反映該類(lèi)景觀要素斑塊規(guī)模的平均水平。式中：Ni第i類(lèi)景觀要素的斑塊總數(shù)；Aij第i類(lèi)景觀要素第i個(gè)斑塊的面積。最大和最小斑塊面積：是指景觀中某類(lèi)景觀要素最大和最小斑塊的面積。反映該類(lèi)景觀要素斑塊規(guī)模的極端情況。類(lèi)斑面積標(biāo)準(zhǔn)差(Si)和變動(dòng)系數(shù)(Ci)：是指景觀中某類(lèi)景觀要素斑塊面積的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差和變動(dòng)系數(shù)。反映該類(lèi)景觀要素斑塊規(guī)模的變異程度。B: 內(nèi)部生境面積類(lèi)斑塊內(nèi)部生境總面積：該類(lèi)生境全部斑塊內(nèi)部面積之和。式中 AIi第i類(lèi)生境的內(nèi)部生境總面積； Aij第j類(lèi)生境的斑塊平均內(nèi)部生境面積； EA ij第i類(lèi)景觀要素第j斑塊的邊際帶面積；平均內(nèi)部生境面積：該類(lèi)生境全部斑塊內(nèi)部面積算術(shù)平均值。實(shí)際研究工作中，某一類(lèi)生境斑塊內(nèi)部生境面積的測(cè)度，并不通過(guò)上式計(jì)算，而是在GIS支持下通過(guò)生成該類(lèi)斑塊的邊際緩沖帶（buffer）圖層后，直接有非緩沖帶面積得到。2 景觀要素斑塊形狀 A:景觀要素斑塊形狀指數(shù)斑塊形狀指數(shù)D：通過(guò)計(jì)算某一斑塊形狀與相同面積的圓或正方形之間的偏離程度來(lái)測(cè)量其形狀的復(fù)雜程度。 以圓為參照： 斑塊周長(zhǎng)與等面積的圓周長(zhǎng)之比 以正方形為參照： 斑塊周長(zhǎng)與等面積的正方形周長(zhǎng)之比 P為斑塊周長(zhǎng)；A為斑塊面積。斑塊的形狀越復(fù)雜或越扁長(zhǎng)，D的值就越大。B: 景觀要素斑塊分維數(shù) 分形維數(shù)（fractal dimension） 分形：不規(guī)則的非歐幾里德幾何形狀可通稱(chēng)為分形。組成部分以某種方式與整體相似的形體稱(chēng)分形。 分形維數(shù)或分維數(shù)：不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維數(shù)。 分維數(shù)的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式： Q(L)=LD。式中，Q(L)是在觀測(cè)尺度L上獲得的某種量（即分維變量），D是量Q的分維數(shù)。D取值越大，則Q的結(jié)構(gòu)和變化越復(fù)雜。 對(duì)于單個(gè)斑塊： P是斑塊的周長(zhǎng)，A是斑塊的面積，D是分維數(shù)，k是常數(shù)。對(duì)于柵格景觀而言，k=4。一般地說(shuō)，歐幾里德幾何形狀的分維為1，具有復(fù)雜邊界斑塊的分維則大于1，但小于2。三 景觀異質(zhì)性指數(shù)1）景觀斑塊密度和邊緣密度A:景觀斑塊密度景觀斑塊密度：指景觀中包括全部異質(zhì)景觀要素斑塊的單位面積斑塊數(shù)。景觀斑塊密度= 景觀斑塊總數(shù) / 景觀總面積式中:PD景觀斑塊密度 PDi景觀要素的斑塊密度M研究范圍內(nèi)某空間分辨率上景觀要素類(lèi)型總數(shù)A研究范圍景觀總面積。 景觀要素斑塊密度：指景觀中某類(lèi)景觀要素的單位面積斑塊數(shù)。類(lèi)型的斑塊密度（孔隙度）=類(lèi)型斑塊總數(shù)/類(lèi)型總面積。B:景觀邊緣密度景觀邊緣密度包括景觀總體邊緣密度（或稱(chēng)景觀邊緣密度）和景觀要素邊緣密度（簡(jiǎn)稱(chēng)類(lèi)斑邊緣密度）。景觀邊緣密度（ED）指景觀范圍內(nèi)單位面積上異質(zhì)景觀要素斑塊間的邊緣長(zhǎng)度。景觀要素邊緣密度（EDi）指研究對(duì)象單位面積上某類(lèi)景觀要素斑塊與其相鄰異質(zhì)斑塊之間的邊緣長(zhǎng)度。Pij景觀中第i類(lèi)景觀要素斑塊與相鄰第j類(lèi)景觀要素斑塊間的邊界長(zhǎng)度。2）景觀多樣性A: 多樣性指數(shù)與均勻度景觀豐富度指數(shù)（landscape richness index） 景觀豐富度R：景觀中斑塊類(lèi)型的總數(shù)， R = m，m是指景觀中斑塊類(lèi)型數(shù)目。 相對(duì)豐富度Rr： Rr = m / mmax 豐富度密度Rd： Rd = m / A mmax為景觀中斑塊類(lèi)型數(shù)的最大值，即景觀最大可能豐富度；A為景觀面積。景觀多樣性指數(shù)（landscape diversity index） Shannon多樣性指數(shù)： Pk為斑塊類(lèi)型k在景觀中出現(xiàn)的概率；m為景觀中斑塊類(lèi)型總數(shù)。 Simpson多樣性指數(shù)： 多樣性指數(shù)的大小取決于兩個(gè)方面的信息：斑塊類(lèi)型的多少（即豐富度），各斑塊類(lèi)型在面積上分布的均勻程度。對(duì)于給定的m，當(dāng)各類(lèi)斑塊的面積比例相同時(shí)（即Pk=1/m），H達(dá)到最大值。景觀均勻度指數(shù)（landscape evenness index） 反映景觀中各斑塊類(lèi)型在面積上分布的均勻程度。 以Shannon多樣性指數(shù)為例： E屬性-高級(jí)-環(huán)境變量，在系統(tǒng)變量那里，新建，變量名為path，變量值為X:ESRIAV_GIS30ARCVIEWBIN32，X為Arcview安裝所在的盤(pán)符。 或者是C:Program FilesArcGISBin，C為Arcview安裝所在的盤(pán)符，一般默認(rèn)安裝在C盤(pán)上。這樣你的軟件就能用了。 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 因?yàn)檫@個(gè)軟件支持的是grid格式的數(shù)據(jù)，所以需要將手上的coverage、shape文件轉(zhuǎn)換為grid格式的文件，用來(lái)運(yùn)算。轉(zhuǎn)換可以在Arcview里面進(jìn)行，或者Arcmap都可以。 以Arcmap為例： A、調(diào)出 B、轉(zhuǎn)換為grid：feature to raster 如果想要grid按照你所設(shè)定的形狀進(jìn)行計(jì)算，可以進(jìn)行裁剪。且可以保證背景的完整性。 以Arcview為例： ert to Grid來(lái)生成。加載空間分析模塊的方法：File-Extensions，選擇Spatial Analyst，ok。 屬性文件的制定 新建txt文件，格式如下： ClassID , ClassName , Status , isBackground 1 , shrubs , true , false 2 , conifers , true , false 3 , deciduous , true , false 4 , other , false , true 注意：每個(gè)之間用空格鍵和逗號(hào)隔開(kāi)。13是你所分的地類(lèi)所代表的屬性，有多少個(gè)地類(lèi)就列多少行。4是文件最后所必需的一列。最后保存為*.fdc格式。 參數(shù)設(shè)定 找到圖標(biāo)或者是fragstatsset run parameters打開(kāi)Run parameters對(duì)話框。 Grid name：選擇grid文件。 Output File: 隨便命個(gè)名字，存在你能找到的地方。 Is properties file 找到步驟五所保存好的*.fdc文件。 Output Statistics:選擇你要計(jì)算的指數(shù)，有斑塊級(jí)別的、地類(lèi)級(jí)別的、景觀級(jí)別的，自己可以任意選擇。 同意可以選擇斑塊的鄰距。那要看自己怎么訂了。4個(gè)cell或者8個(gè)cell。 注意：如果參數(shù)設(shè)置完成后，你的地類(lèi)學(xué)要修改，或者有運(yùn)行有什么問(wèn)題，可以打開(kāi)：tools/class properties進(jìn)行修改。 指數(shù)的選擇 Fragstats/select patch(class、land)metrics 指數(shù)一共有三個(gè)級(jí)別，path、class、land三個(gè)級(jí)別。不同級(jí)別對(duì)應(yīng)不同的指數(shù)，對(duì)應(yīng)著不同的生態(tài)學(xué)意義。所以選擇指數(shù)的時(shí)候，一定要清楚所選擇的指數(shù)對(duì)應(yīng)的級(jí)別。 運(yùn)行計(jì)算 選擇好指數(shù)后，點(diǎn)擊Fragstats/execute執(zhí)行，或者是圖標(biāo)。 結(jié)果保存在步驟6種的Output File是所存的地方。找到后，用記事本打開(kāi)。便是你要的結(jié)果了。部分景觀指數(shù)及其生態(tài)學(xué)含義拼塊類(lèi)型面積（CA），單位：ha，范圍：CA0公式描述：CA等于某一拼塊類(lèi)型中所有拼塊的面積之和（m2），除以10000后轉(zhuǎn)化為公頃（ha）；即某拼塊類(lèi)型的總面積。生態(tài)意義：CA度量的是景觀的組分，也是計(jì)算其它指標(biāo)的基礎(chǔ)。它有很重要的生態(tài)意義，其值的大小制約著以此類(lèi)型拼塊作為聚居地（Habitation）的物種的豐度、數(shù)量、食物鏈及其次生種的繁殖等，如許多生物對(duì)其聚居地最小面積的需求是其生存的條件之一；不同類(lèi)型面積的大小能夠反映出其間物種、能量和養(yǎng)分等信息流的差異，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)拼塊中能量和礦物養(yǎng)分的總量與其面積成正比；為了理解和管理景觀，我們往往需要了解拼塊的面積大小，如所需要的拼塊最小面積和最佳面積是極其重要的兩個(gè)數(shù)據(jù)。景觀面積（TA），單位：ha，范圍：TA0公式描述：TA等于一個(gè)景觀的總面積，除以10000后轉(zhuǎn)化為公頃（ha）。生態(tài)意義：TA決定了景觀的范圍以及研究和分析的最大尺度，也是計(jì)算其它指標(biāo)的基礎(chǔ)。在自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)和景觀生態(tài)建設(shè)中，對(duì)于維護(hù)高數(shù)量的物種，維持稀有種、瀕危種以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保護(hù)區(qū)或景觀的面積是最重要的因素。拼塊所占景觀面積的比例（%LAND），單位：百分比，范圍：0 %LAND=1公式描述：NP在類(lèi)型級(jí)別上等于景觀中某一拼塊類(lèi)型的拼塊總個(gè)數(shù)；在景觀級(jí)別上等于景觀中所有的拼塊總數(shù)。生態(tài)意義：NP反映景觀的空間格局，經(jīng)常被用來(lái)描述整個(gè)景觀的異質(zhì)性，其值的大小與景觀的破碎度也有很好的正相關(guān)性，一般規(guī)律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。NP對(duì)許多生態(tài)過(guò)程都有影響，如可以決定景觀中各種物種及其次生種的空間分布特征；改變物種間相互作用和協(xié)同共生的穩(wěn)定性。而且，NP對(duì)景觀中各種干擾的蔓延程度有重要的影響，如某類(lèi)拼塊數(shù)目多且比較分散時(shí)，則對(duì)某些干擾的蔓延（蟲(chóng)災(zāi)、火災(zāi)等）有抑制作用。最大拼塊所占景觀面積的比例（LPI），單位：百分比，范圍：0LPI0公式描述：MPS在拼塊級(jí)別上等于某一拼塊類(lèi)型的總面積除以該類(lèi)型的拼塊數(shù)目；在景觀級(jí)別上等于景觀總面積除以各個(gè)類(lèi)型的拼塊總數(shù)。生態(tài)意義：MPS代表一種平均狀況，在景觀結(jié)構(gòu)分析中反映兩方面的意義：景觀中MPS值的分布區(qū)間對(duì)圖像或地圖的范圍以及對(duì)景觀中最小拼塊粒徑的選取有制約作用；另一方面MPS可以指征景觀的破碎程度，如我們認(rèn)為在景觀級(jí)別上一個(gè)具有較小MPS值的景觀比一個(gè)具有較大MPS值的景觀更破碎，同樣在拼塊級(jí)別上，一個(gè)具有較小MPS值的拼塊類(lèi)型比一個(gè)具有較大MPS值的拼塊類(lèi)型更破碎。研究發(fā)現(xiàn)MPS值的變化能反饋更豐富的景觀生態(tài)信息，它是反映景觀異質(zhì)性的關(guān)鍵。面積加權(quán)的平均形狀因子（AWMSI），公式描述：AWMSI在拼塊級(jí)別上等于某拼塊類(lèi)型中各個(gè)拼塊的周長(zhǎng)與面積比乘以各自的面積權(quán)重之后的和；在景觀級(jí)別上等于各拼塊類(lèi)型的平均形狀因子乘以類(lèi)型拼塊面積占景觀面積的權(quán)重之后的和。其中系數(shù)0.25是由柵格的基本形狀為正方形的定義確定的。公式表明面積大的拼塊比面積小的拼塊具有更大的權(quán)重。當(dāng)AWMSI=1時(shí)說(shuō)明所有的拼塊形狀為最簡(jiǎn)單的方形（采用矢量版本的公式時(shí)為圓形）；當(dāng)AWMSI值增大時(shí)說(shuō)明拼塊形狀變得更復(fù)雜，更不規(guī)則。生態(tài)意義：AWMSI是度量景觀空間格局復(fù)雜性的重要指標(biāo)之一，并對(duì)許多生態(tài)過(guò)程都有影響。如拼塊的形狀影響動(dòng)物的遷移、覓食等活動(dòng)14，64，影響植物的種植與生產(chǎn)效率；對(duì)于自然拼塊或自然景觀的形狀分析還有另一個(gè)很顯著的生態(tài)意義，即常說(shuō)的邊緣效應(yīng)。面積加權(quán)的平均拼塊分形指數(shù)（AWMPFD），單位：無(wú)，范圍：1=AWMPFD0公式描述：MNN在拼塊級(jí)別上等于從拼塊ij到同類(lèi)型的拼塊的最近距離之和除以具有最近距離的拼塊總數(shù)；MNN在景觀級(jí)別上等于所有類(lèi)型在拼塊級(jí)別上的MNN之和除以景觀中具有最近距離的拼塊總數(shù)。生態(tài)意義：MNN度量景觀的空間格局。一般來(lái)說(shuō)MNN值大，反映出同類(lèi)型拼塊間相隔距離遠(yuǎn)，分布較離散；反之，說(shuō)明同類(lèi)型拼塊間相距近，呈團(tuán)聚分布。另外，拼塊間距離的遠(yuǎn)近對(duì)干擾很有影響，如距離近，相互間容易發(fā)生干擾；而距離遠(yuǎn)，相互干擾就少。但景觀級(jí)別上的MNN在拼塊類(lèi)型較少時(shí)應(yīng)慎用。平均鄰近指數(shù)（MPI），單位：無(wú)，范圍：MPI=0公式描述：給定搜索半徑后，MPI在拼塊級(jí)別上等于拼塊ijs的面積除以其到同類(lèi)型拼塊的最近距離的平方之和除以此類(lèi)型的拼塊總數(shù)；MPI在景觀級(jí)別上等于所有拼塊的平均鄰近指數(shù)。MPI=0時(shí)說(shuō)明在給定搜索半徑內(nèi)沒(méi)有相同類(lèi)型的兩個(gè)拼塊出現(xiàn)。MPI的上限是由搜索半徑和拼塊間最小距離決定的。生態(tài)意義：MPI能夠度量同類(lèi)型拼塊間的鄰近程度以及景觀的破碎度，如MPI值小，表明同類(lèi)型拼塊間離散程度高或景觀破碎程度高；MPI值大，表明同類(lèi)型拼塊間鄰近度高，景觀連接性好。研究證明MPI對(duì)拼塊間生物種遷徙或其它生態(tài)過(guò)程進(jìn)展的順利程度都有十分重要的影響68。景觀豐度（PR），單位：無(wú)，范圍：PR=1公式描述：PR等于景觀中所有拼塊類(lèi)型的總數(shù)。生態(tài)意義：PR是反映景觀組分以及空間異質(zhì)性的關(guān)鍵指標(biāo)之一，并對(duì)許多生態(tài)過(guò)程產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)景觀豐度與物種豐度之間存在很好的正相關(guān)，特別是對(duì)于那些生存需要多種生境條件的生物來(lái)說(shuō)PR就顯得尤其重要。香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI），單位：無(wú)，范圍：SHDI=0公式描述：SHDI在景觀級(jí)別上等于各拼塊類(lèi)型的面積比乘以其值的自然對(duì)數(shù)之后的和的負(fù)值。SHDI=0表明整個(gè)景觀僅由一個(gè)拼塊組成；SHDI增大，說(shuō)明拼塊類(lèi)型增加或各拼塊類(lèi)型在景觀中呈均衡化趨勢(shì)分布。生態(tài)意義：SHDI是一種基于信息理論的測(cè)量指數(shù)，在生態(tài)學(xué)中應(yīng)用很廣泛。該指標(biāo)能反映景觀異質(zhì)性，特別對(duì)景觀中各拼塊類(lèi)型非均衡分布狀況較為敏感，即強(qiáng)調(diào)稀有拼塊類(lèi)型對(duì)信息的貢獻(xiàn)，這也是與其它多樣性指數(shù)不同之處。在比較和分析不同景觀或同一景觀不同時(shí)期的多樣性與異質(zhì)性變化時(shí)，SHDI也是一個(gè)敏感指標(biāo)。如在一個(gè)景觀系統(tǒng)中，土地利用越豐富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，計(jì)算出的SHDI值也就越高。景觀生態(tài)學(xué)中的多樣性與生態(tài)學(xué)中的物種多樣性有緊密的聯(lián)系，但并不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)在一景觀中二者的關(guān)系一般呈正態(tài)分布。香農(nóng)均度指數(shù)（SHEI），單位：無(wú)，范圍：0=SHEI=1公式描述：SHEI等于香農(nóng)多樣性指數(shù)除以給定景觀豐度下的最大可能多樣性（各拼塊類(lèi)型均等分布）。SHEI=0表明景觀僅由一種拼塊組成，無(wú)多樣性；SHEI=1表明各拼塊類(lèi)型均勻分布，有最大多樣性。生態(tài)意義：SHEI與SHDI指數(shù)一樣也是我們比較不同景觀或同一景觀不同時(shí)期多樣性變化的一個(gè)有力手段。而且，SHEI與優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)（Dominance）之間可以相互轉(zhuǎn)換（即evenness=1-dominance）,即SHEI值較小時(shí)優(yōu)勢(shì)度一般較高，可以反映出景觀受到一種或少數(shù)幾種優(yōu)勢(shì)拼塊類(lèi)型所支配；SHEI趨近1時(shí)優(yōu)勢(shì)度低，說(shuō)明景觀中沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)類(lèi)型且各拼塊類(lèi)型在景觀中均勻分布。散布與并列指數(shù)（IJI），單位：百分比，范圍：0IJI=100公式描述：IJI在拼塊類(lèi)型級(jí)別上等于與某拼塊類(lèi)型i相鄰的各拼塊類(lèi)型的鄰接邊長(zhǎng)除以拼塊i的總邊長(zhǎng)再乘以該值的自然對(duì)數(shù)之后的和的負(fù)值，除以拼塊類(lèi)型數(shù)減1的自然對(duì)數(shù)，最后乘以100是為了轉(zhuǎn)化為百分比的形式；IJI在景觀級(jí)別上計(jì)算各個(gè)拼塊類(lèi)型間的總體散布與并列狀況。IJI取值小時(shí)表明拼塊類(lèi)型i僅與少數(shù)幾種其它類(lèi)型相鄰接；IJI=100表明各拼塊間比鄰的邊長(zhǎng)是均等的，即各拼塊間的比鄰概率是均等的。生態(tài)意義：IJI是描述景觀空間格局最重要的指標(biāo)之一。IJI對(duì)那些受到某種自然條件嚴(yán)重制約的生態(tài)系統(tǒng)的分布特征反映顯著，如山區(qū)的各種生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受到垂直地帶性的作用，其分布多呈環(huán)狀，IJI值一般較低；而干旱區(qū)中的許多過(guò)渡植被類(lèi)型受制于水的分布與多寡，彼此鄰近，IJI值一般較高。蔓延度指數(shù)（CONTAG），單位：百分比，范圍：0CONTAG=100公式描述：CONTAG等于景觀中各拼塊類(lèi)型所占景觀面積乘以各拼塊類(lèi)型之間相鄰的格網(wǎng)單元數(shù)目占總相鄰的格網(wǎng)單元數(shù)目的比例，乘以該值的自然對(duì)數(shù)之后的各拼塊類(lèi)型之和，除以2倍的拼塊類(lèi)型總數(shù)的自然對(duì)數(shù)，其值加1后再轉(zhuǎn)化為百分比的形式。理論上，CONTAG值較小時(shí)表明景觀中存在許多小拼塊；趨于100時(shí)表明景觀中有連通度極高的優(yōu)勢(shì)拼塊類(lèi)型存在。應(yīng)該指出的是，該指標(biāo)只能運(yùn)行在FRAGSTATS軟件的柵格版本中。生態(tài)意義：CONTAG指標(biāo)描述的是景觀里不同拼塊類(lèi)型的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)。由于該指標(biāo)包含空間信息，是描述景觀格局的最重要的指數(shù)之一。一般來(lái)說(shuō)，高蔓延度值說(shuō)明景觀中的某種優(yōu)勢(shì)拼塊類(lèi)型形成了良好的連接性；反之則表明景觀是具有多種要素的密集格局，景觀的破碎化程度較高。而且研究發(fā)現(xiàn)蔓延度和優(yōu)勢(shì)度這兩個(gè)指標(biāo)的最大值出現(xiàn)在同一個(gè)景觀樣區(qū)。該指標(biāo)在景觀生態(tài)學(xué)和生態(tài)學(xué)中運(yùn)用十分廣泛，如Graham等曾用蔓延度指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；Musick和Grover 用它來(lái)量測(cè)圖像的紋理等。景觀指數(shù)英文縮寫(xiě)英文全稱(chēng)指標(biāo)名稱(chēng)應(yīng)用尺度單位）最近整理的Fragstats3.3軟件Grid格式下可以計(jì)算的景觀指數(shù)，希望大家共同學(xué)習(xí)探討（注：每個(gè)景觀指數(shù)包含的信息依次為英文縮寫(xiě)英文全稱(chēng)指標(biāo)名稱(chēng)應(yīng)用尺度單位）一、面積指標(biāo)1.Area/PerimeterAREA(AREA-CSD、AREA-CPS/AREA-LSD、AREA-LPS)Patch Area斑塊面積（類(lèi)型水平方差、百分比/景觀水平方差、百分比）斑塊ha(ha、%) 02.Isolation/ProximityLSIMLandscape Similarity Index斑塊相似系數(shù)斑塊%3.Area/Density/EdgeCATotal Class Area斑塊類(lèi)型面積類(lèi)型ha0PLAND(%LAND)Percentage of Landscape斑塊所占景觀面積比例類(lèi)型% 0,100TATotal Landscape Area景觀面積景觀ha0LPILargest Patch Index最大斑塊指數(shù)類(lèi)型/景觀%二、密度大小及差異1.Area/Density/EdgeNPNumber of Patches斑塊數(shù)量類(lèi)型/景觀n 1PDPatch Density斑塊密度類(lèi)型/景觀n/100haAREA(AREA-MN、AREA-AM、AREA-MD、AREA-RA、AREA-SD、AREA-CV)(MPS、PSSD、PSCV)Patch Area（Patch Area Mean / Mean Patch Size、Patch Area Standard Deviation / Patch Size Standard Deviation、Patch Area Coefficient of Variation / Patch Size Coefficient of Variation）斑塊面積（平均斑塊面積、面積加權(quán)平均斑塊面積、斑塊面積中值、斑塊面積范圍、斑塊面積標(biāo)準(zhǔn)差、斑塊面積變異系數(shù)）（平均斑塊面積、斑塊面積標(biāo)準(zhǔn)差、斑塊面積變異系數(shù)）類(lèi)型/景觀ha(ha，%，%)GYRA(同上)Radius of Gyration回旋半徑類(lèi)型/景觀m三、邊緣指標(biāo)1.Area/PerimeterPERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)Patch Perimeter斑塊周長(zhǎng)（類(lèi)型水平方差、百分比/景觀水平方差、百分比）斑塊m 0GYRA(同上)Radius of Gyration回旋半徑斑塊m2.ContrastEDCON(同上)Edge Contrast Index邊緣對(duì)比度斑塊%3.Area/Density/EdgeTETotal Edge總邊界長(zhǎng)度類(lèi)型/景觀mEDEdge Density邊緣密度類(lèi)型/景觀m/ha4.ContrastCWEDContrast-Weighted Edge Density對(duì)比度加權(quán)邊緣密度類(lèi)型/景觀m/haTECITotal Edge Contrast Index總邊緣對(duì)比度類(lèi)型/景觀%ECI(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MECI、AWMECI)Edge Contrast Index（Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）邊緣對(duì)比度（平均、面積加權(quán)平均、中值、變化范圍、方差、變異系數(shù)）（平均邊緣對(duì)比度、面積加權(quán)平均邊緣對(duì)比度）類(lèi)型/景觀%（%，%）四、形狀指標(biāo)1.ShapePARA(CSD、CPS/LSD、LPS)Perimeter Area Ratio周長(zhǎng)面積比（類(lèi)型水平方差、百分比/景觀水平方差、百分比）斑塊無(wú)SHAPE(同上)Shape Index形狀指標(biāo)斑塊無(wú)FRACT(同上)Fractal Dimension Index分維數(shù)斑塊無(wú) 1,2CRICLE(同上)Related Circumscribing Circle近圓形形狀指數(shù)斑塊無(wú)CONTIG(同上)Contiguity Index鄰近指數(shù)斑塊無(wú)2.Area/Density/EdgeLSILandscape Shape Index景觀形狀指數(shù)類(lèi)型/景觀無(wú)NLSINormalize LSI歸一化景觀形狀指數(shù)類(lèi)型無(wú)3.ShapePAFRACPerimeter Area Fractal DImension周長(zhǎng)面積分維類(lèi)型/景觀無(wú)PARA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)Perimeter Area Ratio周長(zhǎng)面積比（平均、面積加權(quán)平均、中值、變化范圍、方差、變異系數(shù)）類(lèi)型/景觀無(wú)SHAPE(同上)(MSI、AWMSI)Shape Index(Mean Shape Index、Area-Weighted Mean Shape Index)形狀指數(shù)（平均形狀、面積加權(quán)的平均形狀指標(biāo)）類(lèi)型/景觀無(wú)FRAC(同上)(MPFD、AWMPFD)Fractal Dimension Index(Mean Patch Fractal Dimension、Area-Weighted Patch Fractal Dimension)分維數(shù)（平均斑塊分維數(shù)、面積加權(quán)的平均斑塊分維數(shù)）類(lèi)型/景觀無(wú) 1,2CRICLE(同上)Related Circumscribing Circle近圓形狀指數(shù)類(lèi)型/景觀無(wú)DLFDDouble Log Fractal Dimension雙對(duì)數(shù)分維數(shù)類(lèi)型/景觀無(wú)五、核心面積指標(biāo)1.Core AreaCore(CSD、CPS/LSD、LPS)Core Area核心斑塊面積（類(lèi)型水平方差、百分比/景觀水平方差、百分比）斑塊haNCORE(同上)Number of Core Area核心斑塊數(shù)量斑塊n 1CAI(同上)Core Area Index核心斑塊面積比指標(biāo)斑塊%2.Core AreaTCATotal Core Area核心斑塊總面積類(lèi)型/景觀haCPLAND(C%LAND)Core Area Percentage of Landscape核心斑塊占景觀面積比類(lèi)型%NDCANumber of Disjunct Core Area獨(dú)立核心斑塊數(shù)量類(lèi)型/景觀nDCADDisjunct Core Area Density獨(dú)立核心斑塊密度類(lèi)型/景觀n/100haCORE(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MCA1、CASD1、CACV1)Core Area(Mean Core Area、Core Area Standard Deviation、Core Area Coefficient of Variation)核心斑塊面積（平均、面積加權(quán)平均、中值、變化范圍、方差、變異系數(shù)）（平均核心斑塊面積、核心斑塊面積方差、核心斑塊面積變異系數(shù)）類(lèi)型/景觀ha(ha,ha,%)DCA(同上)(MCA2、CASD2、CACV2)Disjunct Core Area獨(dú)立核心斑塊面積（平均獨(dú)立核心斑塊面積、獨(dú)立核心斑塊面積方差、獨(dú)立核心面積變異系數(shù)）類(lèi)型/景觀ha(ha,ha,%)CAI(同上)(MCAI)Core Area Index(Mean Core Area Index)核心斑塊面積比指標(biāo)（平均核心斑塊指標(biāo)）類(lèi)型/景觀%六、鄰近度指標(biāo)1.Isolation/ProximityPROXIM(CSD、CPS/LSD、LPS)Proximity Index鄰近指數(shù)（類(lèi)型水平方差、百分比/景觀水平方差、百分比）斑塊無(wú)SIMI(同上)Similarity Index相似度斑塊無(wú)ENN(同上)Euclidean Nearest Neighbor Index歐氏鄰近距離斑塊m2.Isolation/ProximityPROXIM(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPI)Proximity Index(Me