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一些比较实用的景观指数公式,包括景观异质性指数、景观破碎度等.doc

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景观指数 (1)斑块类型指数 ①斑块所占景观面积的比例(PLAND) PLAND  P i a ij n  1 j  A  100  式中: ija ——斑块ij 的面积; A ——所有景观的总面积。 PLAND 度量的是景观的组分。它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例; 是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。其值趋于 0 时,说明景观中此斑块类型变得十 分稀少,其值等于 100 时,说明整个景观只由一类斑块组成。 ②斑块密度(PD) PN n i A   100 10000 式中: in ——第 i 类景观要素的总面积; A ——所有景观的总面积。 斑块密度是景观格局分析的基本的指数,其单位为斑块数/100 公顷,它表达的是单位 面积上的斑块数,有利于不同大小景观间的比较。 ③周长面积分维数(PAFRAC) n ij    PAFRAC  n  j 1  2            ln p ij  ln a ij    n i n  j 1  ln p 2 ij        n  j 1  n  j 1  p ij ln p ij n  j 1  a ij              2    式中: ija ——斑块ij 的面积; ijp ——斑块ij 的周长; in ——斑块数目。 PAFRAC反映了不同空间尺度的性状的复杂性。分维数取值范围一般应在1—2之间,其值 越接近1,则斑块的形状就越有规律,或者说斑块就越简单,表明受人为干扰的程度越大; 反之,其值越接近2,斑块形状就越复杂,受人为干扰程度就越小。 ④斑块聚合度(AI)    式中: iig ——相应景观类型的相似邻接斑块数量 g ii max  AI     g ii )100( AI 基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。当某类型中所有像元间不存在公共边 界时,该类型的聚合程度最低;而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时,具有
最大的聚合指数。 (2)总体景观指数 ①香农多样性指数(SHDI) SHDI  m  i 1   p i ln i p 式中: ip ——景观斑块类型i 所占据的比率; 香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测,该指标能反映景观异质 性,特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。另外在比较和分析不同景观或同一 景观不同时期的多样性与异质性变化时,SHDI 也是一个敏感指标。如在一个景观系统中, 土地利用越丰富,破碎化程度越高,其步定性的信息含量也越大,计算出的 SHDI 值也就越 高。 ②蔓延度(CONTAG) CONTAG         1       m  i 1  m  k 1         P i        g m  k 1  ik g ik ln2 P i    )             ln(            m g m  k 1              ik g ik              100 式中: ip ——i 类型斑块所占的面积百分比; ikg —— i 类型斑块和 k 类型斑块毗邻的 数目; m ——景观中的斑块类型总数目。 CONTAG 可描述景观里斑块类型的团聚程度或延展趋势,包含了空间信息。CONTAG 较大, 表明景观中的优势斑块类型形成了良好的连接;反之,则表明景观是具有多种要素的散布格 局,景观的破碎化程度较高。CONTAG 与边缘密度呈负相关,与优势度和多样性指数高度相 关。 ③景观破碎度 破碎度表征景观被分割的破碎程度,反映景观空间结构的复杂性,在一定程度上 反映了人类对景观的干扰程度。它是由于自然或人为干扰所导致的景观由单一、均质和连续 的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程,景观破碎化是生物多样性丧失的重 要原因之一,它与自然资源保护密切相关。公式如下: C  i i N A i
式中 iC 为景观i 的破碎度, iN 为景观i 的斑块数, iA 为景观i 的总面积。 ④景观分离度 指某一景观类型中不同斑块数个体分布的分离度。 V  i D ij A ij 式中 iV 为景观类型i 的分离度, ijD 为景观类型i 的距离指数, ijA 为景观类型i 的 面积指数。 ⑤干扰强度和自然度 干扰强度表示人类的干扰作用,干扰强度越小,越利于生物的生存,因此,其针对 受体的生态意义越大。 LW  ; i i S i N i / Wl i iW 表示受干扰强度,Li 是指i 类生态系统内廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)的总长 度, iS 是指i 类生态系统的总面积,Ni 是i 类生态系统类型的自然度。 ⑥优势度 D 为景观的优势度,它与多样性指数成反比,对于景观类型数目相同的不同景观, 多样性指数越大,其优势度越小。 均匀度 E=(H/Hmax)×100% 均匀度和优势度一样,也是描述景观由少数几个主要景观类型控制的程度。这两个 指数可以彼此验证。 ⑦分维数 D  ln(2 P /)4/ ln( ) A 式中, D 表示分维数; P 为斑块周长; A 为斑块面积。 D 值越大,表明斑块形状 越复杂, D 值的理论范围为 1.0~2.0,1.0 代表形状最简单的正方形斑块,2.0 表示等 面积下周边最复杂的斑块。
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