森林景观格局研究进展
森林景观格局研究进展
森林经理学吴兆艳 2009116022013 摘要：森林在生态系统中发挥着不可替代的作用，景观尺度上的森林景观格局与生态过程研究已经成为当前森林的研究热点。在阐明森林及其景观格局与过程概念的基础上,综述了现在森林景观格局与过程的研究内容、研究方法的进展情况,指出了以下几个方面有望成为今后森林景观研究的发展方向以及在森林景观格局的不足之处。
关键词：森林景观；景观格局；3S技术；景观指数
Abstract:Forest ecological system in plays an irreplaceable role on landscape scale, the forest landscape patterns and ecological processes of forest has become the hotspot. The forest and landscape patterns and process on the basis of the concept of forest landscape pattern are reviewed and the process is the research contents, the research methods of progress, pointed out the following aspects are expected to become the future research direction of development of forest landscape in the forest landscape pattern and the deficiencies.
Keywords: Forest landscape, The landscape pattern, 3S technology, Landscape index
1.森林景观
森林景观是以森林生态系统为主体所构成的景观。森林景观生态研究的对象是以森林生态系统为主体所构成的森林景观，也包括森林在景观整体格局和功能中发挥重要作用的其他类型的景观。其目的在于通过对森林景观结构、功能、动态变化以及它们之间的相互影响和控制机制的研究，揭示基本的科学规律，以达到对其调控的目的。
2.景观格局
景观格局( landscape pattern)即景观结构,广义包括景观组成单元的类型、
数目以及空间分布与配置。景观指数是反映景观格局的重要参数,它高度浓缩景观格局信息,反映其结构组成和空间配置等方面的特征,为科学衡量景观结构提供定量化依据[1,2]。
景观生态学属于较为宏观尺度的研究。近年来，由于区域性乃至全球性的生态环境问题日益增多，景观生态学逐渐成为生态学的重要研究领域之一。3S技术的不断发展，使得景观生态学研究获得了强有力的技术支撑。二者的有机结合正显示出广阔的发展前景。
2.1景观格局分析的目的意义与作用
（1）确定产生和控制空间格局的因子及其作用机制；
（2）森林景观空间格局分析及影响因素
（3）探讨空间格局的尺度性质；
（4）确定景观格局和功能过程的相互关系；
（5）为景观的合理管理提供有价值的资料；
（6）森林景观生态评价、规划及改造研究；
（7）森林边际效应及动态；
（8）森林景观水平上的生物多样性保护；
（9）森林景观动态模型的构建。
2.2景观格局的基本模式：斑块-廊道-基质模式
景观格局的基本模式：斑块-廊道-基质模式。在实际研究中，要确切地区分斑块、廊道和基质有时是很困难的，也是不必要的，这与尺度有密切关系：
1、许多景观中并没有在面积上占绝对优势的植被类型或土地利用类型；
2、斑块、廊道和基底的区分往往是相对的，总是与观察尺度相联系；
3、广义地讲，基质可看做是景观中占主导地位的斑块，而许多所谓的廊道也可看做是狭长型斑块。
2.3景观格局分析的基本步骤：
1、以研究目的和方案为指导，收集和处理景观数据（3S技术支撑）；
2、将真实的景观系统转换为数字化的景观，选用适当的格局研究方法进行分析，利用Fragstats软件；
3、最后对分析结果加以解释和综合，并进行讨论，以至于提出更好的研究
方法。
下面结合景观格局分析图示，真实的森林景观生态系统受到养分、水、光照、温度、土壤类型影响着景观系统特征。利用3S技术，通过对真实景观的数据采集，如采集森林小班类型，树种的分布情况使得数值化。利用景观指数和空间统计学方法对数据进行分析，来预测景观格局的演变，生态状况以及空间异质性特征[19]。如下图所示：
图2.1景观格局分析图示
3景观指数
景观指数：能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标（Turner,1990） [10]。
在景观指数分类的研究中,肖笃宁等(2003)按照景观生态学的基本原理将景观指数分为了2大类6小类两级[11],郭晋平(2001)在研究森林景观的过程中把景观指数按其表述的意义分为了3类:斑块特征、景观异质性和相互关系[12]。也有很多学者按照指标描述的对象和尺度把其分为斑块水平、景观要素水平、整体景观水平3类。在指数统计性质研究方面, Riitters等[13]用85张土地利用图为
基本数据对55个景观指数用因子分析的方法进行了两次维数压缩,将55个景观指标压缩成具有代表性的 5 维。Samuel A. Cush2man[14]用主成分分析、聚类分析方法对49 个景观要素水平指数和54个整体景观水平的指数进行了筛选,定义出24个景观要素水平指数和17个整体景观水平指数,提出了筛选指数的要点:优势性、普遍性和相容性。在国内,王新明[15]也用类似的方法对大尺度下13个陆地景观结构指数进行了统计学分析。其余更多的研究集中在指数间的相关性上[16-17] 。对于景观指数敏感性的问题,部分学者使用真实或模拟的景观格局进行了定性分析,如李秀珍等[18]通过对比8个景观指数对由中性随机模型产生的不同格局系列(类型数量、图区范围、分辨率、类型相对面积、聚集程度)在景观总体水平和不同类型水平上的反应,定性地描述了部分景观指数对不同格局的变化和灵敏程度,提出了慎用景观指数的建议。以下是常用的景观指数汇总。
3.1景观要素斑块特征分析
3.1.1景观要素斑块规模
A: 斑块面积
类斑块平均面积：景观中某类景观要素斑块面积的算术平均值。反映该类景观要素斑块规模的平均水平。
式中：
Ni ——第i 类景观要素的斑块总数；
Aij ——第i 类景观要素第i 个斑块的面积。 最大和最小斑块面积：是指景观中某类景观要素最大和最小斑块的面积。反映该类景观要素斑块规模的极端情况。
类斑面积标准差(Si)和变动系数(Ci)：是指景观中某类景观要素斑块面积的统计标准差和变动系数。反映该类景观要素斑块规模的变异程度。
()()ij i ij i A A A A min min max max ==
B: 内部生境面积
类斑块内部生境总面积：该类生境全部斑块内部面积之和。
式中 AIi ——第i 类生境的内部生境总面积；
Aij ——第j 类生境的斑块平均内部生境面积；
EA ij ——第i 类景观要素第j 斑块的边际带面积；
平均内部生境面积：该类生境全部斑块内部面积算术平均值。
实际研究工作中，某一类生境斑块内部生境面积的测度，并不通过上式计算，而是在GIS 支持下通过生成该类斑块的边际缓冲带（buffer ）图层后，直接有非缓冲带面积得到。
3.2 景观要素斑块形状
A:景观要素斑块形状指数
斑块形状指数D ：通过计算某一斑块形状与相同面积的圆或正方之间的偏离程度来测量其形状的复杂程度。
以圆为参照：
斑块周长与等面积的圆周长之比。
斑块周长与等面积的正方形周长之比。 P 为斑块周长；A 为斑块面积。斑块的形状越复杂或越扁长，D 的值就越大。 B: 景观要素斑块分维数
分形维数（fractal dimension ）
分形：不规则的非欧几里德几何形状可通称为分形。组成部分以某种方式与整体相似的形体称分形。
分形维数或分维数：不规则几何形状的非整数维数。
分维数的一般数学表达式：
Q(L)=LD 。式中，Q(L)是在观测尺度L 上获得的某种量（即分维变量），D
是量Q 的分维数。D 对于单个斑块： P 是斑块的周长，A 是斑块的面积，D 是分维数，k 是常数。对于栅格()
∑=-=i
N j ij ij i EA A AI 12/D kA
P =
景观而言，k=4。一般地说，欧几里德几何形状的分维为1，具有复杂边界斑块的分维则大于1，但小于2。
3.3景观异质性指数
（1）景观斑块密度和边缘密度
A:景观斑块密度
景观斑块密度：指景观中包括全部异质景观要素斑块的单位面积斑块数。 景观斑块密度= 景观斑块总数 / 景观总面积
式中:PD ——景观斑块密度
PDi ——景观要素的斑块密度
M ——研究范围内某空间分辨率上景观要素类型总数
A ——研究范围景观总面积。
景观要素斑块密度：指景观中某类景观要素的单位面积斑块数。
类型的斑块密度（孔隙度）=类型斑块总数/类型总面积。
B:景观边缘密度
景观边缘密度包括景观总体边缘密度（或称景观边缘密度）和景观要素边缘密度（简称类斑边缘密度）。
景观边缘密度（ED ）指景观范围内单位面积上异质景观要素斑块间的边缘长度。
景观要素边缘密度（EDi ）指研究对象单位面积上某类景观要素斑块与其相邻异质斑块之间的边缘长度。
P ij ——景观中第i 类景观要素斑块与相邻第j 类景观要素斑块间的边界长
度。
（2）景观多样性
A: 多样性指数与均匀度
景观丰富度指数（landscape richness index ）
景观丰富度R ：景观中斑块类型的总数，R = m ，m 是指景观中斑块类型数目。 相对丰富度Rr ： Rr = m / mmax
丰富度密度Rd ： Rd = m / A
mmax 为景观中斑块类型数的最大值，即景观最大可能丰富度；A 为景观面积。 景观多样性指数（landscape diversity index ）
Shannon 多样性指数：
Pk 为斑块类型，k 在景观中出现的概率，m 为景观中斑块类型总数。
Simpson 多样性指数：
多样性指数的大小取决于两个方面的信息：斑块类型的多少（即丰富度），各斑块类型在面积上分布的均匀程度。对于给定的m ，当各类斑块的面积比例相同时（即Pk=1/m ），H 达到最大值。 景观均匀度指数（landscape evenness index ）：反映景观中各斑块类型在面积上分布的均匀程度。
以Shannon 多样性指数为例：
E<=1
，当E 趋于1时，景观斑块类型分布的均匀程度也趋于最大。 B: 景观要素优势度
景观优势度指数（landscape dominance index ）：描述景观由少数几类斑块控制的程度。通常，较大的D （RD ）对应于一个或少数几个斑块类型占主导地位的景观。
优势度指数D ： D = Hmax – H
相对优势度RD ： RD = 1 - E = 1 —（H / Hmax ）
4 空间统计学方法
∑=-=m k k k P P H 1)
ln()
ln(max m H =∑=-=m k k P H 12
1')
/1(1'max m H -=
景观格局的最大特征就是空间自相关性（spatial autocorrelation）。空间自相关性被称为是地理学第一定律，指在空间上越靠近的事物或现象就越相似，即景观特征或变量在邻近范围内的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。
空间自相关性的存在使得传统的统计学方法不宜用来研究景观的空间特征。因此，空间自相关性曾被认为是生态学分析的一大障碍。生态学中需要不受空间自相关性限制的统计学方法，空间统计学提供了这样一系列方法。空间统计学方法非常丰富，并且仍然在蓬勃发展。
空间自相关分析：检验某一空间变量的取值是否与相邻空间上该变量的取值大小相关，以及相关程度如何。
空间自相关系数：度量物理或生态学变量在空间上的分布特征及其对其邻域的影响程度。
若某一空间变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似，则这一变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩小而更为不同，则这一变量呈空间负相关；若表现出任何空间依赖关系，则这所测值不一变量表现出空间不相关性或空间随机性。
此外主要的分析方法：空间相似性分析、回归分析、空间缓冲区分析、景观斑块分布格局分析、景观组成重要性排序、组分间相关以及空间差异显著性检验、方差分析。
5 地理信息系统的分析方法
在景观生态研究中,地理信息系统不仅被用来采集、处理、存贮、管理和输出景观数据,还用来进行景观空间格局的分析与描述、景观时空变化动态分析与模拟、景观优化设计与管理,以及结合遥感技术进行景观信息的自动采集、分析,进行景观图及各类专题图的绘制等[6]。Sigrid运用GIS技术,增加新的景观要素到那些具有很好的生态和观赏价值的景观中,以某种动物作为指示物,进行模拟,将增加了新的景观要素的地区与原来的地区进行比较,得出前者的景观格局更合理[7]。为了保护汉城正在退化的古老的地质景观Kyushik运用GIS和计算机图像模拟技术,建立了景观信息系统,来管理城市景观[8]。Turner对于GIS在景观数据分析、格局与过程的中性模型、通过不同空间尺度分析景观格局等方面的应用进行了探讨[9]。
首先对研究区域的森林资源分布图进行扫描，利用ArcGIS软件对其进行数字化，在此基础上，根据森林景观划分原则绘制出森林景观类型图，然后利用软
件强大的统计分析和空间分析能力,对该区域的森林景观类型进行计算分析,获取的主要分析指标为:1)斑块数； 2)斑块密度； 3)变动系数； 4)形状指数； 5)斑块边缘密度； 6)分维度； 7)优势度； 8)分离度； 9)多样性指数； 10)均匀度
图1植被景观解译技术路线
Fig.1 technology flow chart of vegetational landscape
6 遥感分析方法
近来很多学者进行有关景观格局的研究,但是在景观指数提取方面多数采用传统的以地形图和土地利用图为基准,利用MapGIS地理信息系统软件为平台,通过对遥感影像进行目视解译,对斑块属性的赋值建立景观分类图,然后利用SPSS、PANS等景观软件或Excel软件进行景观指数计算。此方法过程复杂,其存在的不足概括有:①基本数据来源于土地利用现状图及地形图,编辑工作烦琐,时效性差；②利用GIS软件建立景观斑块的拓扑关系,然后对斑块属性赋值,编辑复
杂,工作量大；③景观计算多数采用SPSS、PANS、LSPA等软件,缺乏专业的计算模块,软件操作费事费力且数据格式兼容性差。针对传统景观指数提取方法的不足 ,常规的方法是使用RS遥感技术含航天遥感、航测、无人驾驶轻型飞机数字航测、近景摄影测量等，对森林生态系统中森林、环境、人类影响和活动等时空信息获取的进行获取遥感图像数据[20]。
RS、GPS的获取大量空间数据的功能以及GIS采集、存储与管理空间数据功能，使得越来越多的生态学家将3S技术作为景观生态学研究中基础数据获得的重要手段。尤其，遥感技术的发展改变了传统生态学的研究方法，它较传统生态学方法在数据采集方面具有显著优点：①遥感技术的发展增大了观测的范围，成为生态学家获得大尺度各种生态和物理信息的主要手段；②避免研究者对研究对象的直接干扰，并且允许重复性观察；③可有效地为景观生态学研究提供所必需的多尺度上的资料，为等级理论尺度推绎的研究提供数据；④可提供多光谱、高分辨率的数据。3S技术的发展极大的推动了景观定量研究的发展和景观结构、格局及动态分析的不断深入，为各种景观模型的建立与发展提供了坚实的资料基础。
利用遥感图像采集地面数据，然后对遥感图像进行预处理，包括地面校正，辐射校正，图像增强处理等一系列处理。选择正确的分类方法进行分类，最后形成植被景观分类图，最后利用景观指数软件得到分析结果。
目前,一种常见的景观生态学研究方法是以遥感为数据源,使用图像处理系统对其进行分类,获取景观类型图,再以地理信息系统如ARC/INFO等为手段,计算斑块的数目、面积、周长等斑块特征,并在此基础上计算各种景观指数,并进行景观格局分析[3-5]。
图2植被景观解译技术路线
Fig.2 technology flow chart of vegetational landscape 研究以航空遥感数据为基础，同时收集了地形图、森林植被图、土地利用类型图、水土流失及防治措施图、林业清查资料等非遥感数据作为辅助资料。利用遥感图像处理软件对遥感数据进行处理（包括几何校正、图像增强处理、融合等）,采用遥感影像监督分类方法，根据遥感影像地物纹理特征，参考地貌、土壤植被类型、生态系统类型等图件，并结合野外考察建立各种景观类型的解译标志，运用遥感图像处理软件ERDAS，ENVI采用人机交互的判读分析方法，按照景观类型分类系统和所建的景观类型解译标志，对所有拼块逐个勾绘。然后利用地理信息系统软件Arc/info分别对每个拼块赋予属性，并对整个图层进行编辑，在此基
础上叠加野外实地调查、GPS测量样点以及收集的现有相关图件进行分析，对解译结果进行修正以求得到最精确的调查数据。
7 森林景观空间格局分析
景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系，研究空间异质性往往应用空间格局分析方法。景观生态学中的格局，往往是指空间格局，即缀块和其它组成的类型、数目以及空间分布与配置等。空间格局可粗略地描述为随机型、规则型和聚集型。更详细的景观结构特征和空间关系可通过一系列景观指数和空间分析方法加以定量化。
目前，对景观结构和空间格局的研究大都采用3S技术，应用RS技术和GPS 技术采集景观原始数据，再利用GIS的栅格化数据或矢量化数据表达景观数据，在此基础上，用GIS与景观研究方法（景观指数分析法和空间分析方法）进行分析，最后对分析结果进行解释与分析。刘延国、彭培好等人[21]以景观生态学理论为研究基础,以RS和GIS为技术支撑,以Quick Bird高分辨率卫星数据资料为基本信息,对九寨沟自然保护区进行景观指数分析，并提出生态保护措施。胡淑萍[21]利用景观分析软件Fragstats3.3和半城子水库流域2000年、2005年的遥感影像解译结果,分析了2000—2005年间流域森林景观格局时空变化特征。陈彩虹等应用TM遥感影像为数据源，应用地理信息系统，分析了南京市城乡交错带的景观生态持征，通过比较东南两样区各景观组分的斑块体的面积和平均周长、平均分维数、平均伸长指数和分离度，指出了城乡交错带不同类型斑块体景观特征及生态意义。高峻等在遥感和地理信息系统技术的支持下，建立上海绿化景观地理信息系统，并分析评价了上海市区的绿化景观格局，得出绿化景观格局较好的效果。何原荣[20]等文中利用基于SPOT影像与Fragstats软件的区域景观指数提取与分析,以屈原农场为例进行了实验研究,制作了景观现状图和计算部分景观指数。通过实验表明:该方法对景观质量的评价信息获取效率高、时效性强,通过快速分析与评价手段,可以大大地促进区域进行规划、管理和恢复的科学性和可操作性。通过对景观指数的分析，来对景观格局的演变进行分析，对下一步的规划、管理起到重要的作用。
通过对景观空间格局的分析,有助于了解景观要素的形状、大小、数量和空间组合,有助于对宏观区域生态环境状况评价及发展趋势分析,该方法对景观质
量的评价信息获取效率高、时效性强,通过快速分析与评价手段,可以大大地促进区域进行规划、管理和恢复的科学性和可操作性。
3S技术在很大程度上改变了生态学家开展研究的方式，同时也逐渐成为景观生态学的特征之一，并在景观数据的来源、景观空间格局分析、景观生态监测、评价与管理、景观空间模拟、景观生态规划等研究中起着重要的作用。
8 森林景观格局研究存在的问题
由于森林景观的研究起步比较晚，人们对其认识还不够完善，总结起来有以下几点：
1.各个学者和研究者对景观格局的感知和认识能力并不一致，对景观的异质性、相关性、地域性、时空性、尺度性及实用性的理解能力并不相同。
2.近几年的景观格局研究很少注意景观类型或景观组成的划分和论证。
3.缺乏对景观格局分析方法确定的依据，研究中对研究方法的适用性很少说明。
4.对各项景观格局分析指标的引用，缺乏筛选。
5.景观理论与空间信息技术层面的不统一，有些学者只是研究景观理论，而对空间信息技术的应用与研究不够深，致使在信息提取时有一定的技术难度。参考文献
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景观生态学格局过程尺度和等级
景观生态学—格局、过程、尺度与等级 邬建国高等教育出版社2000年12月 Landscape Ecology Pattern，Process，Scale and Hierarchy，Higher Education Press 景观生态学中的基本概念 起源与发展 起源于中欧和东欧，可追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词，并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。Naveh和Lieberman（1984）继承并发展了欧州景观生态学的概念，提出“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支。”在北美，直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。如今，等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用，为该科学增添了新内容和新特点。 研究范畴 研究对象和内容 （1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。 （2）景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。 （3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化。也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。 研究的重点： （1）空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用； （2）格局—过程—尺度之间的相互关系； （3）景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题； （4）人类活动与景观结构、功能的相互关系； （5）景观异质性（或多样性）的维持和管理。 格局、过程、尺度 格局（Pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。 过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。 尺度（Scale），广义地讲，是指在研究某一物体或现象是所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。在景观生态学中，尺度往往以粒度（Grain）和幅度（Extent）来表达。空间粒度之景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度指某一现象或事件发生的（或取样的）频率． 或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。 空间异质性和缀块性 空间异质性（Spatial Heterogeneity）是指某种生态变量在空间分布上的不均匀性及其复杂程度。是空间缀块性（Patchness）和空间梯度（Gradient）的综合反映。缀块性强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置关系，比异质性在概念上更为具体化一些。而梯度则指沿某一方向景观特
景观格局指数
景观格局计算指数 （注：每个景观指数包含的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位） 一、面积指标 1.Area/Perimeter ①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥0 2.Isolation/Proximity ①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——% 3.Area/Density/Edge ①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0 ②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100] ③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0 ④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——% 二、密度大小及差异 1.Area/Density/Edge ①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1 ②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha ③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area（Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%) ④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m 三、边缘指标 1.Area/Perimeter ①PERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Perimeter——斑块周长（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——m ≥0
景观格局的文献综述
景观生态学是20世纪70年代以后蓬勃发展起来的一门新兴的交叉学科。它以生态学理论框架为依托，吸收了现代地理学、生态学和系统科学之所长，研究景观的结构、功能和演化，研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题，具有综合整体性和宏观区域性等特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长。20世纪80年代以来，景观生态学逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点[1]，景观要素的数量、种类、形状及分布特征具有重要的生态学意义[2]，对景观格局动态的把握，尤其是在大尺度景观监测的基础上对景观格局变化定量地预测、预报对景观的规划与管理、资源的有效利用及环境保护具有重要意义。 国外森林景观格局的研究 景观生态学一词是德国著名的地植物学家C.特罗尔（C.Troll）于1939年在利用航空照片研究东非土地利用问题时提出来的。随后，关于景观生态学的研究在欧洲和北美经过多年的迅速发展后，景观生态学已从局限于中、东欧的地区性应用学科发展成为生态学的热点问题并有广泛影响的综合性前沿学科。随着生态学各学科间的交互渗透，景观生态学在理论、方法和应用上都得到极大的丰富和多样化，其原理在森林景观研究中也得到广泛应用。森林景观生态学的研究对象是以森林生态系统为主体所构成的景观的结构、功能及其变化。在欧洲和北美，应用景观生态学原理和方法研究森林景观十分活跃[3]。涉及研究内容也不断的加深。主要体现在以下几方面：在区域总体景观结构分析与景观质量控制的研究方面，进行了森林景观特点，景观特征和景观变化的研究；在森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及景观调控问题上，进行了破碎景观的分析评价，破碎森林斑块间种的扩散等研究；在对森林景观格局与功能相互关系的方面，进行了景观格局对景观特制循环和能量流动格局改变的研究；在人为干扰对森林景观结构与功能的影响方面，进行了火干扰，森林采伐活动和其它干扰对森林景观格局动态及其在生物多样性保护等研究；森林景观生态过程模拟模型和决策模型的研究以及河岸景观生态研究。美国森林景观的研究不仅提出和发展了一些逐渐得到证实和接受的一般性原则或原理，而且还不断充实了景观生态学的理论体系和方法论体系[4]。 在区域总体景观结构分析与景观质量控制研究方面，R.T.T.Forman及其同事对美国新泽西州濒海平原栋林景观组成与格局的分析，在森林景观生态研究中具有开创性的意义他们较为系统和全面地分析了这一地区森林景观的特点，并对景观管理与规划得出了一些有益的结论[5]。Odum E.P.和Turner M.G.对佐治亚洲景观变化作了研究，并构造了基于转移概率的随机模拟模型[6]。Robert P.采用人工试验地的方法，探讨斑块大小和间距对斑块动态的影响。DaviSJ.Mladenoff从森林生态系统可持续性的角度分析了北方阔叶混交林区森林景观变化的特点，阐述传统森林经营与“动态景观异质性”保护之间存在矛盾，应将基于群落生态学原理所采取的经营活动与景观整体结构与功能之间的协调关系作为森林资源生态系统管理的基本要求[7]。古斯塔夫逊应用接近度指标PX(proximity index)分析农业景观区域中增加一定面积的森林时对特种保护的意义，对研究地区景观斑块空间特征的变化和PX 之间的关系进行分析，阐述PX在农业景观区景观设计中的应用，河岸植被与水质和河流动态的影响、农业景观中的树篱和林网结构与功能、森林斑块间的廊道对景观功能的作用、景观结构与异质性对干扰在景观中的传播的影响等[8-11]。姆兰德诺夫从森林生态系统可持续的角度分析北方阔叶混交林区森林景观的变化特点，提出了作为森林生态系统可持续管理应着重解决林分经营活动如何在景观水平上进行综合，并做出正确决策的问题[12]。Noss在全面分析天然林与经营森林景观特征差异基础上，阐述了保证森林生态系统可持续性的森林景观条件，这些条件都是反映森林景观结构的指标。Katsue等对日本京都天然林景观规划
基于森林资源二类调查的仁义镇森林景观格局及破碎化分析
基于森林资源二类调查的仁义镇森林景观格局及破碎化分析 通过景观的观点来审视城镇化的发展，是解决城市化过程中环境问题的新方法、新思路.采用2009年广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇森林资源二类调查数据为基础数据，以GIS和Fragstats为技术支撑，从景观的组成结构、斑块特征等方面对研究区域景观的空间分布和结构特征进行了分析.结果表明,景观要素斑块中以小斑块所占比例最大，植被景观以乔木林和灌丛景观为主要类型.由于相对强烈的人类活动影响，区域内林业用地的景观破碎化程度较高. Key words: GIS; Forest landscape pattern; Landscape fragmentation; Babu District 随着城镇化速度的明显加快，诸多环境问题日益凸显.建设城市森林是治理环境污染和改善人居环境的有效途径，通过景观现状分析，采用多样性、均匀度、分维度等景观指数分析方法，可以对城市森林建设进行前期格局分析，这为今后城市森林的规划建设奠定了理论基础.在遥感影像分辨率不高的前提下，如果仅依靠遥感影像目视判读很难做到对地物的精准划分.而采用森林资源二类调查的成果数据作为数据源则具备很高的精度，它是以小班为调查单元进行全区调查，是一种更具体更详细的调查.依据2009年广西壮族自治区贺州市八步区森林资源二类调查数据,重新合并、提取所需的属性数据及矢量数据，为景观格局分析提供数据基础. 景观格局分析是景观生态学研究的基本内容，是进一步研究景观功能与动态的基础.景观格局既是景观异质性的具体体现，同时又是人类活动的结果与各种生态过程在不同尺度上作用的最终结果［1］.景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小，斑块形状趋于不规则，内部生境面积缩小，廊道被截断以及斑块彼此隔离.景观破碎化会对生存于其中的物种带来一系列的影响.为了揭示该区景观格局特征和破碎化程度，为今后城市林业建设奠定基础，以广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇为例，利用GIS建立量化的、空间化的环境数据库，分析了森林景观各斑块的类型及其相互关系，并将这些数据落实到具体的山头地块，在空间上形象地显示出来，最后对景观要素的斑块特征和格局进行分析研究，理清其森林结构布局，并分别从斑块数、斑块面积、斑块周长、分形维数和多样性等角度对各景观组分的数量特征进行分析，以阐明各景观组分间的特征差异，评价景观破碎化程度，进而揭示各组分在整个景观中的地位和作用的差异. 1 研究地区概况 八步区仁义镇位于广西东部，地理位置为东经111°08′~111°45′，北纬23°52′~24°9′，地处亚热带，气候温和，光照充足，雨量充沛，无霜期长.年均气温19．9℃，日照 1 587．3 h，降雨量 1 550．3 mm，无霜期299 d.属南岭山 地丘陵区.全区森林面积为14 330.5 hm2，森林覆盖率为72．3％，活立木蓄积
基于GIS的桃源县森林景观格局特征分析
第31卷第7期中南林业科技大学学报 Vo l.31N o.72011年7月Journal of Central South University of Forestry &Technology Jul.2011 收稿日期:2011 02 10 基金项目:国家自然科学基金项目(30972362,31070568) 作者简介:蒋群星(1986 ),女,江西萍乡人,硕士研究生,研究方向:林业系统工程 通讯作者:李际平(1957 ),男,湖南醴陵人,教授,博士,博导,主要从事林业系统工程研究;E -mail:lijipin g@vip 163 com 基于GIS 的桃源县森林景观格局特征分析 蒋群星,李际平,袁晓红,赵春燕 (中南林业科技大学林学院,湖南长沙 410004) 摘 要:以空间分析软件A r cG IS 和F rag stats 为技术手段,以常德市桃源县森林资源二类调查数据为基础数据,从斑块类型和斑块两个水平分别选取景观斑块面积、面积比、斑块数、斑块密度、形状指数、分维度、斑块边缘度、斑块对等11个景观指数分析桃源县的森林资源景观格局特征。研究结果表明:阔叶类景观、杉木类景观、经济林景观是桃源县主要的森林景观类型,是桃源县森林资源的重要组成成分,其景观面积分别占20.06%、10.14%和9.86%;从资源丰富度角度看,龙潭镇斑块对多样性丰富、数量多,适合作为多种边缘效应的研究区,西安镇或牯牛山镇适合作为研究杉木与中生阔叶斑块对边缘效应的研究区,泥窝潭乡适合作为杉木与杨树组斑块对的边缘效应研究区。桃源县各斑块对分布情况为各斑块对的边缘效应研究区选定提供了重要依据。关键词:景观生态学;Ar cGIS;景观格局;斑块对;桃源县中图分类号:T P 79 文献标志码:A 文章编号:1673 923X(2011)07 0097 05 Analysis of forest landscape pattern of Taoyuan county based on GIS JIA N G Q un -x ing ,L I J-i ping,YU A N Xiao -hong,ZHA O Chun -yan (Scho ol of Fo restr y,Central South U niversit y of F or est ry &T echno lo gy ,Chang sha 410004,Hunan,China) Abstract:Based o n the data o f F or est R eso ur ce Inventor y o f T aoyuan co unty ,11landscape indexes as to tal ar ea,per -centage o f landscape,number of patches,pat ch density,landscape shape index ,per imeter -area f ractal dimensio n,edg e density,pat ch pair and so on wer e used to analysis the fo rest landscape pat tern char act eristic o f T aoy uan count y,Changde city in the patch pater n level as w ell as in patch lev el w ith A rcGIS and F rag stats.T he findings indicate that the bro ad -leav ed for est landsca pe (20.06%),the Chinese fir fo rest landscape (10.14%)and the economic for est land -scape (9.86%)w ere the main components of t he fo rest landscape t ype in T aoyuan co unty.F rom the resour ces abun -dance,Lo ng tan T ow n was rich in patch pair diver sity and quantity and was suitable for mo re edg e -effect r esear ch;X i an to wn and G uniushan to wn wer e suit able for studying the edge -effect of the Chinese fir fo rest and the mesic br oad -leafed forest;N iw otan tow n matches the edg e -effect of Chinese f ir for est and the poplar fo rest v ery w ell.T he distribu -tion of patch pair s in T aoy uan county play s an impo rtant ro le in choosing the edg e -effect r esear ching areas.Key words:eco log y landscape;A rcGIS;landscape patter ns;patch pair;T ao yuan county 森林景观生态学是以研究森林生态系统为主体所构成的景观结构、功能及其变化规律的新兴交叉学科[1-3]。我们常常通过分析景观格局来分析研究区森林资源分布情况。空间格局,广义的讲,它包括 景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置[4] ,是景观生态学中的一个重要概念,具有明显特征的地理实体[5]。尺度是指观察研究对象(物体或过程)的空间分辨度或时间单位[6] ,它标志着对所研究对
基于GIS与Fragstats的海南岛森林景观格局研究_周亚东_周兆德
77第35卷中南林业科技大学学报 各测量指标小区间均差异显著。 另外，同一处理不同降雨下氮的流失量较为稳 定，而磷、钾的流失则随月份增加有加重的趋势， 这很有可能跟果树后期施用含磷、钾的肥料多有关。 3.4 重金属流失 3次降雨条件下不同处理小区径流水样重金属 流失见表5。 从表5看出，3次降雨观测的7种重金属流失 小区间均差异显著，处理1＜处理2＜处理3，说 明生草，无论是人工植草或自然生杂草，对重金 属均能起到显著削减作用。以处理1和处理2的3 次降雨平均数比较，前者比后者Ni减少32.8%， Cu减少59.4%，Cr减少33%，Zn减少82.9%，Pb 减少64.1%，Cd减少3.8%，Hg减少31.1%。 表 5 不同处理小区径流水样重金属流失 Table 5 Losses of heavy metal in runoff water samples in three field treatment plots 降雨小区处理Ni /(μg·mL-1)Cu /(μg·mL-1)Cr /(μg·mL-1)Zn /(μg·mL-1)Pb /(μg·mL-1)Cd /(μg·mL-1)Hg /(ng·mL-1) I 10.000 1 c0.001 8 c0.002 1 b0.000 9 c0.003 8 b0.001 0 b0.120 c 20.000 6 b0.004 0 b0.003 7 a0.014 7 b0.003 4 c/0.254 a 30.002 1 a0.005 4 a0.003 6 a0.022 1 a0.005 3 a0.001 5 a0.154 b II 10.001 4 b0.004 7 c0.001 9 c 0.005 3 c0.002 3 c0.001 5 a0.046 b 20.001 4 b0.014 2 a0.003 7 a0.018 0 a0.007 9 b/0.100 a 30.002 6 a0.011 2 b0.003 3 b0.014 7 b0.013 9 a0.001 2 b0.042 b III 10.001 7 c0.017 4 b0.003 4 b0.022 9 b0.016 5 b0.001 2 b0.190 b 20.004 4 a 0.027 3 a0.003 9 a0.056 1 a0.098 5 a0.001 6 a0.272 a 30.002 8 b0.007 3 c0.0029 c0.004 0 c0.006 7 c/ 0.100 c 3次降雨平均10.001 4 0.004 6 0.002 3 0.003 40.004 3 0.001 3 0.088 7 20.002 1 0.011 3 0.003 4 0.019 90.011 9 0.001 3 0.128 7 30.002 1 0.015 2 0.003 8 0.029 60.036 6 0.001 6 0.208 7 表 4 不同处理小区径流水样中氮、磷、钾的流失?Table 4 Losses of nitrogen, phosphorus and potassium in runoff water samples in three field treatment plots 降雨处理pH值 全氮 /(μg·mL-1) 全磷 /(μg·mL-1) 全钾 /(μg·mL-1) I 1 6.89 c/ 0.0001 c 2.96 c 27.18 b/ 0.076 b15.04 b 37.23 a/0.29 a20.28 a II 1 6.60 c 1.58 c0.02 c 4.66 c 2 6.91 b 3.80 a0.70 b31.6 3 b 37.25 a 3.36 b0.9 4 a62.96 a III 17.05 c 1.56 c0.13 c23.89 c 27.07 b 4.11 a0.43 b46.29 b 37.31 a 3.00 b 2.28 a178.70 a 3次降雨平均1 6.85 1.570.05 10.50 27.05 3.96 0.40 30.99 37.26 3.18 1.1787.31 ?“/”表示结果小于检出限。同列字母相同表示差异显著，不同则表示差异著。下同。 4 结论 （1) 成熟果园的水土流失往往被忽视。本试验说明，即使是修建了梯田的成熟果园，如果缺乏其它水土保持措施，在降雨强度大时，水土流失仍然十分严重，同时伴随氮磷钾的流失。 （2)果园水土流失中存在重金属污染现象。现有研究表明，重金属主要来自于污水灌溉、化肥农药的大量使用、城市垃圾等。因此，果园需要更加环保、清洁的田间管理。 （3)植被过滤带拦截径流和泥沙等方面发挥重要作用[9]。因此，作为一种过滤带，无论是人工植草还是自然生杂草，对防治水土流失及重金属污染方面均有很好的效果。在成熟脐橙果园，如何有效地控制自然生杂草、发挥其水土保持作用应当在今后的研究中加以重视。参考文献： [1] 吴电明,夏立忠扣,俞元春,等.坡耕地氮磷流失及其控制技 术研究进展[J].土壤,2009,41(6):857-861. [2] 方少文,杨洁.江西省红壤土壤侵蚀与防治技术研究[M]. 郑州:黄河水利出版社,2010:21-28. [3] 莫明浩,方少文,涂安国,等.水土流失面源污染及其防控研 究综述[J].中国水土保持,2012,(6):32-33. [4] 李秋芳,宋维峰.农业面源污染及其防治对策研究进展[J]. 亚热带水土保持,2012,24(2):23-26. [5] 李德荣,董闻达,王锋尖,等.红壤坡地果园不同水土保持措 施对磷素流失的影响[J].水土保持学报,2004,18(4):81-84. [6] 牟信刚,陈为峰,史衍玺,等.不同措施在防治山地果园水 土流失及面源污染中的应用研究[J].环境污染与防治,2007, 29(12): 916-919. （下转第89页） 网络出版时间：2015-04-27 15:56 网络出版地址：https://www.sodocs.net/doc/7c3424191.html,/kcms/detail/43.1470.S.20150427.1556.028.html
景观格局指数的粒度效应_以沈阳城市森林为例
西北林学院学报2009,24(2):166~170 Journal o f No rthw est F or est ry U niversit y 景观格局指数的粒度效应 以沈阳城市森林为例 李小马,刘常富* (沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳110161) 摘 要:基于沈阳市2006年QuickBird卫星影像,以城市森林为对象,从景观和斑块类型水平研究了25个常用景观格局指数在细粒度范围(粒度边长<30m)的粒度效应。结果显示:(1)25个指数随粒度增加的响应可分为3类:单调上升或下降、u型或n型变化和无规律变化。(2)5种城市森林类型对景观格局指数的粒度效应表现出2种趋势:以小斑块为主的附属林和道路林随粒度增加斑块数量急剧减少,相应指数变化幅度较大;以大斑块为主的风景游憩林、生产经营林和生态公益林,景观格局指数对斑块数量变化不敏感,但随粒度增加斑块面积增加,引起面积加权平均斑块面积和有效格网大小等指数较大变化。(3)通过景观格局指数尺度检测图的拐点,沈阳城市森林景观格局分析的适宜粒度为5m。 关键词:景观格局指数;粒度效应;城市森林 中图分类号:S731.2 文献标识码:A 文章编号:1001 7461(2009)02 0166 05 Grain Size Effect on Landscape Patt ern Indices A Case Study of Shenyang Urban Fo rest LI Xiao ma,LIU Chang fu* (F or estry Colle ge,Sh enyang Ag ricu ltural Univ er sity,S heny ang,L iaoning110161,China) Abstract:Gr ain size effect on landscape pattern indices of Shenyang urban fo rest w as investigated at the fine gr ain scale(one side of a pix el w as less than30m)through25comm only used landscape indices based on the QuickBird satellite image taken in2006.T he results show ed that(1)the25landscape pattern indi ces can be divided into thr ee types acco rding to their responses to grain size changing.Indices o f the fir st ty pe incr eased or decr eased mo no to nically,and the second type sho w ed u or n sty le,w hile the third gro up displayed uncertain responses;(2)Responses o f landscape pattern indices to gr ain size changing of the five urban forest ty pes fell into tw o trends.Patch num ber o f subor dinated forest and r oad forest decreased fast w ith g rain size changing,w hich caused the corr espo nding landscape pattern indices to change g reatly,be cause the tw o urban for est ty pes w ere mainly com posed of small patches.On the contrary landscape and recreation for est,production and manag em ent fo rest,and eco logical and public w elfare fo rest,character ized by big patches,w ere no t sensitive to patch number but sensitive to patch ar ea,w hich m ade landscape pattern indices such as area w eig hted m ean patch size and effective mesh size to chang e g reatly;(3)5m w as the optim al grain size for Shenyang urban forest landscape patter n r esearch based on landscape pattern indices scalog ram. Key words:landscape patter n indices;grain size effect;urban for est 景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息,反映景观结构组成和空间配置特征的定量指标, 收稿日期:2008 05 36 修回日期:2008 07 27 基金项目:国家自然科学基金(30600482)。 作者简介:李小马,男,硕士,从事城市森林生态研究。 *通讯作者:刘常富,男,博士,副教授,硕士生导师,从事城市森林生态和园林生态研究。
fragstats景观格局指数归纳
FRAGSTATS 英文缩写提供的景观指标指 标名称斑块面积斑块 相似系数斑块类型面 积斑块所占景观面积 比例 应用尺度 斑块 斑块 类型 类型 英文全称 Area Landscape similarity index Class area Percent of landscape 单位 ha % ha % 面AREA LSIM CA %LAN D 积指TA景观面积类型/景观T otal landscape area ha 标最大斑块占景观面积比 LPI例类型/景观L argest patch index% 密NP斑块数量类型/景观N umber of patches# 度PD斑块密度类型/景观P atch density#/100ha 大MPS斑块平均大小 类型/景观M ean patch size ha 小PSSD斑块面积方差类型/景观P atch size standard deviation ha 及 差PSCV斑块面积均方差类型/景观P atch size coefficient of variation% 异 PERIM斑块周长斑块Perimeter m EDCON边缘对比度斑块Edge contrast index% 边 TE总边缘长度类型/景观T otal edge m ED边缘密度类型/景观E dge density m/ha 缘指CWED对比度加权边缘密度类型/景观C ontrast-weighted edge density m/ha J I=I TECI总边缘对比度类型/景观T otal edge contrast index% MECI平均边缘对比度类型/景观M ean edge contrast index%面积加权平均边缘对比 AWMECI度类型/景观Area-weighted mean edge contrast index % SHAPE形状指标斑块Shape index FRACT分维数斑块Fractal dimension LSI景观形状指标类型/景观L andscape shape index 形MSI平均形状类型/景观M ean shape index 状面积加权的平均形状指 指AWMSI标 类型/景观A rea-weighted mean shape index 标DLFD双对数分维数类型/景观D ouble log fractal dimension MPFD平均斑块分维数类型/景观M ean patch fractal dimension 面积加权的平均斑块分Area-weighted mean patch fractal AWMPFD类型/景观 形指标dimension 核CORE核心斑块面积斑块Core area ha 心NCORE核心斑块数量斑块Number of core areas#面CAI核心斑块面积比指标斑块Core area index%积C%LAND核心斑块占景观面积比类型Core area percent of landscape% 指TCA核心斑块总面积类型 /景观T otal core area ha 标NCA核心斑块数量类型/景观N umber of core areas#
森林景观格局研究进展
森林景观格局研究进展 森林经理学吴兆艳 2009116022013 摘要：森林在生态系统中发挥着不可替代的作用，景观尺度上的森林景观格局与生态过程研究已经成为当前森林的研究热点。在阐明森林及其景观格局与过程概念的基础上,综述了现在森林景观格局与过程的研究内容、研究方法的进展情况,指出了以下几个方面有望成为今后森林景观研究的发展方向以及在森林景观格局的不足之处。 关键词：森林景观；景观格局；3S技术；景观指数 Abstract:Forest ecological system in plays an irreplaceable role on landscape scale, the forest landscape patterns and ecological processes of forest has become the hotspot. The forest and landscape patterns and process on the basis of the concept of forest landscape pattern are reviewed and the process is the research contents, the research methods of progress, pointed out the following aspects are expected to become the future research direction of development of forest landscape in the forest landscape pattern and the deficiencies. Keywords: Forest landscape, The landscape pattern, 3S technology, Landscape index 1.森林景观 森林景观是以森林生态系统为主体所构成的景观。森林景观生态研究的对象是以森林生态系统为主体所构成的森林景观，也包括森林在景观整体格局和功能中发挥重要作用的其他类型的景观。其目的在于通过对森林景观结构、功能、动态变化以及它们之间的相互影响和控制机制的研究，揭示基本的科学规律，以达到对其调控的目的。 2.景观格局 景观格局( landscape pattern)即景观结构,广义包括景观组成单元的类型、
景观格局指数
景观格局指数 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
景观格局计算指数（注：每个景观指数包含的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位） 一、面积指标 Perimeter ①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥0 Proximity ①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——% Density/Edge ①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0 ②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100] ③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0 ④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——% 二、密度大小及差异 Density/Edge ①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1 ②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha ③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area （Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%)
景观格局指数53389
景观格局指数53389
第一节概念 一、景观格局的概念 主要指空间格局，包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。如不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。 景观格局研究在生态学文献中占有很大比重，成为景观生态学研究的焦点之一。 二、景观格局的基本类型 对景观格局的认识并没有一定的标准，不同的目的、不同的角度可以将景观格局分成不同的类型。著名的美国生态学家福尔曼针对不同的景观格局和结构类型进行了分类与归纳，如下： 1）规则或均匀分布格局 指某一特定类型景观要素间的距离相对一致的一种景观。大面积林区长期的规则式采伐和更新造成的森林景观、平原农田林网控制下的景观都属于规则式均匀格局。 2）聚集（团聚）型分布格局 同一类型的景观要素斑块相对聚集在一起，同类景观要素相对集中，在景观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景观中。 如：在丘陵农业景观中，农田多聚集在村庄附近或道路的一端。 3）线状格局 指同一类景观要素的斑块呈线性分布。如：沿公路零散分布的房屋，干旱地区（或山地）沿河分布的耕地。 4）平行格局
指同一类型的景观要素斑块呈平行分布。如：侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的林地。 5）特定的组合或空间联结格局 指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实例；如平原的稻田区很少有大片林地出现。 三、景观格局分析的概念 景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系。研究空间异质性自然会用到一些已经在生态学中应用的空间割据分析方法，同时又有必要发展新的方法来弥补传统方法的不足。 研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。 景观格局分析方法：用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。 他们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。 如何定量地分析景观格局是景观生态学一个重要而具有挑战性的研究课题。 生态学中长期以来缺乏将空间格局、生态学过程和尺度结合到一起来研究，而景观生态学的一系列研究方法正是强调这三者的相互关系。这一点已成为景观生态学与其它生态学科的主要区别之一。通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。从格局到过程的推绎仍然是景观生态学面临的一大挑战。
使用Fragstats-3.3计算景观格局指数的详细步骤
应用Fragstats 3.3 计算景观格局指数的步骤 1、根据研究目的确定需要计算的景观格局指数，并列表明确其生态意义。假设 本文在斑块水平选取以下指数： 斑块数目（NP）、平均斑块面积（MPS）、聚集度（AI）、最大斑块指数（LPI）、斑块所占景观面积比例（PLAND）面积加权平均形状指数（AWMSI） 在景观水平选取以上指数外（不含PLAND）还选择香农多样性指数（SHDI）、 香农均匀度指数（SHEI）。本文所选指数见表1 （表格自行设定，不一定按此 类型） 水 景观指数指数全称生态含义取值范围 平 香农多样性Shannon's 反映景观中各斑块类型的复杂性 SHDI% 指数(SHDI) diversity index 和变异性 景 反映景观中各斑块在面积上分布 观香农均匀度Shannon's 的不均匀程度，当值趋于1时，说0 令HEI W 指数(SHEI) evenness index 明各斑块类型在景观中分布均匀 斑块数目值的大小与破碎度之间呈正相关 Number of patches NPS M (NP) 性 平均斑块面积描述景观粒度，一定意义上揭示景 Mean patch area MPS>0 (MPS) 观破碎化程度 聚集度反映景观中不同斑块类型的非随 Aggregation index 0 第一节概念 一、景观格局的概念 主要指空间格局，包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。如不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。 景观格局研究在生态学文献中占有很大比重，成为景观生态学研究的焦点之一。 二、景观格局的基本类型 对景观格局的认识并没有一定的标准，不同的目的、不同的角度可以将景观格局分成不同的类型。著名的美国生态学家福尔曼针对不同的景观格局和结构类型进行了分类与归纳，如下： 1）规则或均匀分布格局 指某一特定类型景观要素间的距离相对一致的一种景观。大面积林区长期的规则式采伐和更新造成的森林景观、平原农田林网控制下的景观都属于规则式均匀格局。 2）聚集（团聚）型分布格局 同一类型的景观要素斑块相对聚集在一起，同类景观要素相对集中，在景观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景观中。 如：在丘陵农业景观中，农田多聚集在村庄附近或道路的一端。 3）线状格局 指同一类景观要素的斑块呈线性分布。如：沿公路零散分布的房屋，干旱地区（或山地）沿河分布的耕地。 4）平行格局 指同一类型的景观要素斑块呈平行分布。如：侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的林地。 5）特定的组合或空间联结格局 指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实例；如平原的稻田区很少有大片林地出现。 三、景观格局分析的概念 景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系。研究空间异质性自然会用到一些已经在生态学中应用的空间割据分析方法，同时又有必要发展新的方法来弥补传统方法的不足。 研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。 景观格局分析方法：用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。 他们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。 如何定量地分析景观格局是景观生态学一个重要而具有挑战性的研究课题。 生态学中长期以来缺乏将空间格局、生态学过程和尺度结合到一起来研究，而景观生态学的一系列研究方法正是强调这三者的相互关系。这一点已成为景观生态学与其它生态学科的主要区别之一。通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。从格局到过程的推绎仍然是景观生态学面临的一大挑战。 第二节景观格局分析的基本步骤景观格局指数 (2)