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。