北京市1984-1999年景观格局变化分析
北京市1984-1999年景观格局变化分析
崔明明
摘要：通过运用Fragstats3.3软件对北京市1984年、1999年两个年份的景观指数进行计算，对北京城区景观动态分析结果和土地利用变化进行分析。通过分析得出北京的城市化进程对景观格局的变化影响大，得农田的面积减少，破碎化程度提高；城市用地的增加，零碎斑块聚集成大斑块。北京市的园林绿化程度也有明显的提高。另外，北京在进行城市化的同时，也比较注重水体的保护。
关键词：景观动态；土地利用变化；景观格局
1、实验目的
通过北京市1984年和1999年的北京城区土地利用图，采用Fragstats对这两个年份土地利用的各项指标进行计算、分析，并观察其变动情况，由此得出北京市1984-1999年间景观格局的变化。同时也通过使用fragstats的使用，对景观生态有一个系统的概念与对于各项指标有一定的熟悉程度。
2、实验用数据和软件
2.1实验数据
北京地区1984年、1991年、1999年的土地类型的相应景观格局指数
2.2实验软件
Fragstats3.3软件、EXCEL软件
3、实验结果与数据分析
3.1景观动态分析
3.1.1景观格局分析类型指数
表1 北京市1984-1999年景观格局变化指数
TYPE CA PLAND NP ED AREA_MN SHAPE_MN AI
1984年
背景342.54 0.45 1 1.21 342.54 24.95 60.34 农田37804.68 49.40 1135 81.70 33.31 2.01 87.71 绿地18381.42 24.02 2398 84.12 7.67 2.20 73.85 城市用地18057.15 23.59 1340 51.97 13.48 1.96 83.65 水体1947.87 2.55 385 8.29 5.06 1.79 76.09 未利用土地0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00
1999年背景342.54 0.45 1 1.21 342.54 24.95 60.34 农田20006.37 26.14 1337 44.86 14.96 1.74 87.31
绿地 29589.39 38.66 970 54.96 30.50 1.83 89.48 城市用地 24462.90 31.96 1726 79.83 14.17 1.95 81.38 水体 2130.66 2.78 497 8.27 4.29 1.63 78.22 未利用土地 1.80 0.00 2 0.02 0.90
1.99 45.16
1、面积百分比PLAND
图1 不同年份面积百分比PLAND 比较
由图可看出通过比较1984年、1999年北京土地利用类型的面积变化，可以看出背景没有变化，农田的面积显著减少，绿地的面积明显增加，城市用地有所增加，水体的变化不明显。分析原因，应该是北京的城市化进程有所提高，同时也比较重视整个城市的环境绿化，退耕还林等，也比较注重水资源的保护。 2、斑块数NP
图2 不同年份NP 斑块数比较
0.00
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 面积百分比（%）
土地利用类型
1984年1999年
500 1000 1500 2000 2500 3000 N P 斑块数
土地利用类型
1984年1999年
由图可看出通过比较1984年、1999年北京土地利用类型的斑块的增减，可以看出农田、水体、城市用地的斑块数都有不同程度的增加，绿地的斑块数减少了一半多。分析原因，应该是北京的园林绿化、城市绿化程度的加快使得绿地的破碎程度降低。 3、边缘密度ED
图3 不同年份土地利用类型边缘密度变化
由图可看出农田、绿地的边缘密度都有明显的减小，究其原因，绿地的面积增多，破碎化程度减弱。而退耕还林、城市用地增加导致了农田的减少，使其边缘密度减小。城市用地的边缘密度明显增大，景观破碎度增加。 4、平均斑块面积AREA_MN
图4 不同年份土地利用类型平均斑块面积变化
由图可看出农田的平均斑块面积减小，是由于绿地面积被城市用地占用，使得绿地面积
0.00
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00
E D 边缘密度
土地利用类型
1984年1999年
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 A R E A _M N 平均斑块面积
土地利用类型
1984年1999年
减少，破碎化程度加深。绿地的斑块平均面积增多，城市绿化程度增大。 5、平均斑块形状指数SHAPE_MN
图5 不同年份土地利用类型平均斑块形状指数变化
平均斑块形状指数MSI ≥1，无上限。MSI=1时，形状最简单，接近正方形；一般，平均斑块形状指数越大说明斑块形状越复杂。从图中可以看出城市用地、农田、水体、绿地的平均形状指数均在不断减小，说明各类用地的形状都在逐步趋向简单，这也表明了越来越多的散落的不规则小斑块逐渐聚合成形状规则的大斑块。
6、聚集度AI
图6 不同年份土地利用类型聚集度变化
由图中看出，绿地的聚集度有明显提高，说明小的斑块聚集成大斑块，斑块分散程度减低。
0.00
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 S H A P E _M N 平均斑块形状指数
土地利用类型
1984年1999年
0.00
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 A I 聚集度
土地利用类型
1984年1999年
3.1.2景观格局分析景观指数
表2 北京市1984-1999年景观格局变化指数
CONTAG SHDI SHEI 1984年 38.59 1.13 0.81 1999年 51.94
1.21
0.67
1、蔓延度CONTAG
图7 不同年份土地利用蔓延度对比
有图看出蔓延度有所增加。城市斑块扩大，小斑块聚集成大斑块，斑块的分散程度降低，密集程度提高。
2、香农多样性指数SHDI
图8 不同年份多样性指数对比
1020304050601984年
1999年
C O N T A G 蔓延度
年份
1.08
1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 1.20 1.22 1984年
1999年
S H D I 香农多样性指数
年份
由图看出多样性指数增加。香农多样性指数主要反映景观要素的多少及各景观要素所占比例的变化。说明北京市区的各景观类型的分布趋向于均衡。 3、香农均匀度指数SHEI
图9 不同年份均匀度指数对比
由图看出均匀度指数减小，说明原来多个景观类型对整个景观的控制转变为少数几个景观类型占优势。城市、绿地对景观的控制占优势，农田对景观的控制占优势。 3.2景观格局分析土地利用 3.2.1土地利用变化幅度
区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化。其中，面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化。研究土地利用变化幅度，就是研究各类型的土地面积变化量。
表3 北京城区84-99年土地利用变化分类面积表
土地利用类型 1984年 1999年 面积变化 面积/hm2 比例/% 面积/hm2 比例/%
面积/hm2 比例/%
背景 342.54 0.4476 342.54 0.4476 0 0 农田 37804.68 49.3961 20006.37 26.1406 -17798.3 -23.2555 绿地 18381.42 24.0174 29589.39 38.6619 11207.97 14.6445 城市用地 18057.15 23.5937 24462.9 31.9636 6405.75 8.3699 水体 1947.87 2.5451 2130.66 2.784 182.79 0.2389 未利用土地 0 0 1.8 0.0024 1.8 0.0024 合计
76533.66
99.9999 76533.66 100.0001 0 0.0002
0.00
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1984年
1999年
S H E I 香农均匀度指数
年份
图10 各土地类型面积百分比
由图可看出，农田的面积在显著减少，城市用地、绿地的比重增加，水体的变化不太明显。由此可以看出，北京的城市化大发展，多数农田向城市用地转变，园林绿化程度加深。 3.2.2土地利用变化速度
表4 北京城区土地利用动态度分析表(1984年--1999年)
耕地 绿地 水域 城市 未利用土地
1984-1999年间面积变化/hm 2
-17798.31 11207.97 182.79 6405.75 1.8
年变化率/% -3.14 4.06 0.63 2.36 年综合变化率/%
1.57
2.03
0.31
1.18
由于各种土地利用类型的面积基数不同，因此上述结果中，年变化率高的土地利用类型只是变化快的类型，而并不一定是区域变化的主要类型。此外，上述结果忽略了土地利用变化的内在过程，只反映了土地利用数量上的变化速度。所以，土地利用变化分析一定要结合速度和幅度来分析。
有表格可见，在1984-1999年，耕地面积的变化幅度最大，但是速度的变化却不及绿地；绿地和城市用地变化的幅度和速度都较大,两者的比重大幅度上升，说明了北京的城市化和园林绿化程度的提高。
3、主要结论
通过对1984年和1999年北京城区景观动态分析和土地利用变化分析可以看出，北京的城市化建设的程度高，使得农田的面积减少，破碎化程度提高。农田的减少主要用于城市用地的增加和北京市的园林绿化方面；水体的变化只是小范围的有所增加，说明北京在进行城市化的同时，也比较注重水体的保护。景观的多样性不断增加，北京各城区的发展都比较迅速，
102030405060面积百分比（%）
各土地类型
1984年1999年
景观类型分布均匀；由于各城区的城市化，城市用地、绿地的大幅度提高导致整个景观的均匀度降低。
参考文献
[1]何鹏,张会儒.常用景观指数的因子分析和筛选方法研究[J].林业科学研究,2009 , 22( 4): 470~ 474
[2]冯湘兰, 李际平.景观空间格局指数的相关性研究.中南林业调查规划, 2010 (2).
[3]林孟龙,曹宇.基于景观指数的景观格局分析方法的局限性. 应用生态学报, 2008,19 (7).
[4]布仁仓胡远满. 景观指数之间的相关分析. 生态学报,2005.
[5] 陈文波.景观指数分类、应用及构建研究.应用生态学报,2002 年1 月.
附件:
Fragstats 栏目对应的景观
指数缩写
英文全称中文全称
TYPE - - 类型
CA CA Total (Class) Area 总面积PLAND PLAND Percentage of Landscape 面积百分比NP NP Number of Patches 斑块数
PD PD Patch Density 斑块密度
LPI LPI Largest Patch Index 最大斑块指数ED ED Edge Density 边缘密度
LSI LSI Landscape Shape Index 景观形状指数AREA_MN MPS Patch Area Distribution 平均斑块面积
SHAPE_MN MSI Perimeter-Area Ratio
Distribution
平均斑块形状指数
FRAC_MN FRAC Fractal Dimension Index 平均斑块分维数
PARA_MN MPFD Perimeter-Area Ratio
Distribution
周长面积比
PAFRAC PAFRAC Perimeter-Area Fractal
Dimension
周长—面积分维数
ENN_MN MNN Euclidean Nearest Neighbor
Distance Distribution
平均最近邻体距离
PLADJ PLADJ Percentage of Like
Adjacencies
邻近百分比
IJI IJI Interspersion and
Juxtaposition Index
散布与并列指数
AI AI Aggregation Index 聚集度CONTAG CONTAG Contagion Index 蔓延度COHESION COHESION Patch Cohesion Index 景观凝结度指数SHDI SHDI Shannon’s Diversity Index 香农多样性指数
LDI LDI Dominance index 优势度指数
SIDI SIDI Simpson’s Diversity Index 辛普森多样性指数PR PR Patch Richness 丰富度
SHEI SHEI Shannon’s Evenness Index 香农均匀度指数SIEI SIEI Simpson’s Evenness Index 辛普森均匀度指数
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
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景观生态学课程论文 景观生态学景观格局分析方法综述 目录 摘要
摘要 景观格局是景观生态学的核心问题，其目标是通过确定景观格局来分析生态过程。本文主要对景观生态学的格局分析方法进行综述，分别从景观格局分析概述、景观空间格局指数结合景观分析的统计学方法进行阐述，并通过山林地区的景观格局分析方法——以宁远县为例；干旱区绿洲城市景观格局分析方法——以石河子市为例；城市湿地公园景观格局分析——以白鹭湾湿地公园为例，对景观格局分析方法在不同类型的景观中的运用进行详细阐述。 关键词：景观生态学；GIS；景观格局；特征指数；景观类型 引言 景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互 作用的综合性学科[1]。它以生态系统的空间关系为研究重点关注尺度的重要性 与时空的异质性。随着景观生态学的逐步发展其研究范围和内容都进一步扩大 突破了原先只是从类型或区域角度对自然综合体进行研究将地理过程与生态过 程也列为研究重心并且从单纯的地理过程研究发展到人地相互作用过程的研 究。在研究理论和方法方面等级理论、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学中也被广泛提出和应用为 其增添了新内容和新特点[2 -3]。 1 景观生态学的格局分析方法 景观格局分析概述 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 系这一特点也已成为景观生态学与其他生态学科的主要区别之一。研究景观的 结构(即组成单元的特征及其空间格局)是研究景观功能和动态的基础。空间格 局分析方法是指用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法既包括 一些传统的统计学方法同时也包括一些专门用于解决空间问题的格局分析方 法。笼统地讲这些方法可分为两大类：格局指数方法和空间统计学方法。前者 主要用于空间上非连续的类型变量数据(categorical data)而后者主要用于空间上 连续的数值数据(guantitative data)[4-5]。 景观空间格局指数
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#
景观生态学测试试题
景观生态学试题
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
名词解释 景观：由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体；它处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济、生态和美学价值。 生态学干扰：发生在一定地理位置，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理事件。 斑块及斑块动态 斑块是在外貌上与周围环境或基质有所不同的一块非线形地表区域. 景观多样性 斑块性质的多样化， 景观异质性 斑块空间镶嵌的复杂性，或景观结构空间布局的非随机性和非均匀性。 景观结构 是不同层次水平或者相同层次水平景观生态系统在空间上的依次更替和组合，直观的显示景观生态系统纵向横向的镶嵌组合规律。包括景观的空间特征和非空间特征两部分内容。 尺度推绎 把某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上，或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程；简言之，尺度推绎即为跨尺度信息转换。 景观变化 也称景观动态。是指景观的结构和功能随时间而发生的变化。 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。 1.内缘比：指斑块内部与外侧边缘带的面积之比 2.景观格局：指某特定尺度上景观的空间结构特征，是大小和形状各异的景观要素在空间 上的排列形式，或景观要素的类型、数目以及空间分布与配置等。 3.景观异质性：指景观系统特征在空间和时间上的不均匀性及复杂程度 4.复合种群：是由空间上彼此隔离，而在功能上又相互联系的两个或两个以上的亚种群或局部种群组成的种群缀块系统。 5.生态流：观中的能量、养分和多数物种，都可以从一种景观要素迁移到另一种景观要素，表现为物质、能量、信息、物种等的流动过程。
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，%，%)
景观动态变化word版
第三章景观动态变化 教学目的：通过本章的学习，掌握景观稳定性的概念和影响景观稳定性的要素，景观变化的驱动因子；掌握景观变化对生态环境的影响。了解景观变化的动态模拟。 重点难点：教学重点景观稳定性的概念及相关问题；景观变化的驱动因子；景观变化的生态环境影响。难点景观变化的动态模拟。 从远古时期亚马逊河流域大片森林的焚烧到现代社会一座座高楼拔地而起，从迅猛的洪水顷刻间淹没了农田到落荒地逐渐演变成与当地气候相适应的顶极群落，从大面积草原荒漠化到濒危物种的消亡，我们周围的景观无时无刻不在发生着变化。景观变化的结果不仅改变了人类的自然环境，而且影响着人类的社会制度、经济制度甚至文化思想。 谈到景观的变化，首先涉及到同景观变化相对应的一个概念——景观稳定性。 第一节景观稳定性 景观无时无刻不在发生变化，绝对的稳定性是不存在的，景观稳定性只是相对于一定时段和空间的稳定性；景观有是由不同组分组成的，这些组分稳定性的不同影响着景观整体的稳定性；景观要素的空间组合也影响着景观的稳定性，不同的空间配置影响着景观功能的发挥，人们总试图寻找一种最优的景观格局，从中获益最大并保证景观的稳定与发展；事实上人类本身就是景观的一个有机组成部分，而且是景观组分中最复杂，又最具活力的部分，同时，稳定性的最大威胁恰恰来自于人类活动的干扰，因而人类同自然的有机结合是保证景观稳定性的决定因素。 一、景观稳定性的概念 1、景观参数的变化曲线 ?若不考虑时间尺度，景观参数随时间变化曲线的特点可以由3个独立参数来描述：?变化的总趋势（上升、下降和水平趋势）； ?围绕总趋势的相对波动幅度（大范围和小范围）； ?波动的韵律（规则和不规则）。 景观变化的12条变化曲线
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 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，%，%) ④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m 三、边缘指标 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
景观格局指数
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
景观生态学空间格局分析方法综述
景观生态学课程论文 景观生态学景观格局分析方法综述
目录 摘要 ................................................................................................................................ I 引言 . (1) 1 景观生态学的格局分析方法 (1) 1.1景观格局分析概述 (1) 1.2景观空间格局指数 (1) 1.2.1景观单元特征指数 (1) 1.2.2景观异质性指数 (2) 1.2.3景观指数的实例应用 (3) 1.3景观分析的统计学方法 (4) 2不同类型景观格局分析方法及案例 (4) 2.1基于GIS 的山林地区的景观格局分析方法——以宁远县为例 (4) 2.1.1研究区域概况 (4) 2.1.2研究数据与处理 (5) 2.1.3土地利用分类系统 (5) 2.1.4研究方法——景观空间格局指数分析法 (5) 2.1.5景观格局特征指数变化结果分析 (6) 2.2基于GIS干旱区绿洲城市景观格局分析方法——以石河子市为例 (7) 2.2.1研究区域概况 (7) 2.2.2研究数据与处理 (7) 2.2.3景观格局指数分析 (8) 2.2.4城市景观格局总体变化特征结果分析 (9) 2.3城市湿地公园景观格局分析——以白鹭湾湿地公园为例 (10) 2.3.1研究区域概况 (11) 2.3.2研究数据与处理 (11) 2.3.3景观空间格局特征指数分析研究方法 (11) 2.3.4结果与分析 (12) 3 结语 (13) 参考文献 (14)
六章：景观的动态变化
第五章景观动态变化
一、景观稳定性 （一）景观稳定性的概念 景观的稳定性可以从两个方面来理解： 一种是从景观变化的趋势看景观的稳定性， 另一种是从景观对干扰的反应来认识景观的稳定性。 **有关生态系统稳定性的概念: 恒定性（constancy）：指生态系统的物种数量、群落的生活型或环境的物理特征等参数不发生变化。这是一种绝对稳定的概念，在自然界几乎不存在。 持久性（persistence)：指生态系统在一定边界范围内保持恒定或维持某一特定状态的历时长度。这是一种相对稳定概念，且根据研究对象不同，稳定水平也不同。 惯性（inertia）：生态系统在风、火、病虫害以及食草动物数量剧增等扰动因子出现时保持恒定或持久的能力。
弹性（resilience）：指生态系统缓冲干扰并保持在一定并阈界之内的能力。 恢复性（elasticity）：与弹性同义。 抗性（resistance）：描述系统在外界干扰后产生变化的大小，即衡量其对干扰的敏感性。 变异性（variability）：描述系统在给予搅动后种群密度随时间变化的大小。 变幅（amplitude)：生态系统可被改变并能迅速恢复原来状态的程度。
抗性：是指系统在环境变化或潜在干扰下抗变化的能力；阻抗值可用系统偏离其初始轨迹的偏差量的倒数来量度。偏离较大就意味着抗性较低。 恢复性(或弹性)：是指系统发生变化后恢复原来状态的能力。恢复性可用系统回到原状态所需的时间来度量。
景观稳定性特征类型图
（二）景观要素的稳定性 景观要素是由：气候、地貌、岩石和土壤、植被、水文构成的。
最新fragstats景观格局指数归纳
FRAGSTATS提供的景观指标 英文缩写 指标名称应用尺度英文全称单位 面 积指标AREA斑块面积斑块Area ha LSIM斑块相似系数斑块Landscape similarity index% CA斑块类型面积类型Class area ha %LAND斑块所占景观面积比例类型Percent of landscape% TA景观面积类型/景观Total landscape area ha LPI最大斑块占景观面积比 例 类型/景观Largest patch index% 密度大小及差异NP斑块数量类型/景观Number of patches# PD斑块密度类型/景观Patch density#/100ha MPS斑块平均大小类型/景观Mean patch size ha PSSD斑块面积方差类型/景观Patch size standard deviation ha PSCV斑块面积均方差类型/景观Patch size coefficient of variation% 边缘指标PERIM斑块周长斑块Perimeter m EDCON边缘对比度斑块Edge contrast index% TE总边缘长度类型/景观Total edge m ED边缘密度类型/景观Edge density m/ha CWED对比度加权边缘密度类型/景观Contrast-weighted edge density m/ha TECI总边缘对比度类型/景观Total edge contrast index% MECI平均边缘对比度类型/景观Mean edge contrast index% AWMECI面积加权平均边缘对比 度 类型/景观Area-weighted mean edge contrast index% 形状指标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Landscape shape index MSI平均形状类型/景观Mean shape index AWMSI面积加权的平均形状指 标 类型/景观Area-weighted mean shape index DLFD双对数分维数类型/景观Double log fractal dimension MPFD平均斑块分维数类型/景观Mean patch fractal dimension AWMPFD面积加权的平均斑块分 形指标 类型/景观 Area-weighted mean patch fractal dimension 核心CORE核心斑块面积斑块Core area ha NCORE核心斑块数量斑块Number of core areas#
国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展
国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展 摘要：自上世纪80 代景观生态学被引入中国以来，针对景观格局的研究发展迅猛，尤其是进入21 世纪后，相关的理论与应用研究文献数量直线上升，取得了可观的研究成果。本文从景观格局的含义内涵入手，对近20年来国内外对于景观格局指数空间分析和景观格局动态演变上的研究做了较为简要的综述，并对景观格局理论的研究进展及其在不同领域的应用进行了分析和论述，提出了研究的热点和发展趋势，为今后应用于实际的研究提供参考。关键字：景观生态学景观格局分析景观指数动态
Domestic and foreign landscape pattern analysis and landscape pattern evolution research progress Abstract:Since the 1980s and landscape ecology since being introduced to China, aiming at the rapid development of the landscape pattern research, especially in the 21st century, the related theoretical research and practical application document number upwards, gained considerable research achievements.This article from the landscape pattern, the meaning of connotation of both at home and abroad in recent 20 years for landscape pattern index spatial analysis and landscape pattern on the dynamic evolution research done in a more briefly summarized, and the theory of landscape patterns research progress and application in different fields is analyzed and discussed, puts forward research hot spot and the development trend in future application in practical research to provide the reference. Keywords：Landscape ecology, landscape pattern analysis, landscape index, dynamic
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)——PatｃｈＡｒea——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——ToｔalＬａndscapｅAreａ——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 ofＰatches——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、StandaｒｄDeviａtion、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)——Rａdiuｓof Gｙrａｔｉｏn——回转半径——类型/景观——m 三、边缘指标 1.Area/Pｅrｉmｅter
景观空间格局指标及其分析方法
2.5景观空间格局指标及其分析方法 对景观空间格局的定量描述是分析景观结构功能及过程的基础。景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置．它是 景观异质性的具体表现(傅伯杰等，2001)，是自然、生物和社会要素之间相互作用的结果。通常，景观空间格局可以用景观格局指数来度量，景观格局指数是指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(邬建国，2000)。 2.5.1斑块面积(A)和斑块周长(P)斑块面积和斑块周长是描述景观斑块 形态特征和景观空间格局分析的基础。斑块的面积可以反映湿地景观类型／覆盖斑块的基本特征．斑块的大小直接影响单位面积的生物量、生产力及物种组成和多样性(蒋卫国等，2003)。 2.5.2景观的破碎化指数(C)景观的破碎化指数是指景观被分割的破碎 程度．该指数的研究对景观中生物和资源的保护具有十分重要的意义(陈鹏，2O05)。其表达式为：C=MPS x(Nf 1)／Nc式中．MPS为景观中各类斑块的平均斑块面积，Nf是某～种景观类型的斑块总数，Nc是景观总面积。通过景观破碎化分析可以从一定的角度对景观的稳定性和人类干扰程度进行适当评价。 2.5.3斑块的分维数(D) 斑块的分维数主要揭示斑块及斑块组成的 景观的形状和面积大小之间的相互关系，它反映了在一定的观测尺度上斑块和景观格局的复杂程度，表达式是：D = 2Ig(P／4)／Ig(A) 式中，P为斑块周长，A为斑块面积，D为分维数，且满足1≤D≤2。D 值越大，反映斑块的形状越复杂；当D=1时，斑块形状为简单的欧几
里德正方形(阎传海等，2003)。
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 V ariation）——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 ②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m
使用Fragstats 33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 水 平 景观指数指数全称生态含义取值范围 景观香农多样性 指数(SHDI) Shannon’s diversity index 反映景观中各斑块类型的复杂性 与变异性 SHDI≥0 香农均匀度 指数(SHEI) Shannon’s evenness index 反映景观中各斑块在面积上分布 的不均匀程度,当值趋于1时,说明 各斑块类型在景观中分布均匀 0≤SHEI≤1 斑块类型斑块数目 (NP) Number of patches 值的大小与破碎度之间呈正相关 性 NP≥1 平均斑块面积 (MPS) Mean patch area 描述景观粒度,一定意义上揭示景 观破碎化程度 MPS>0 聚集度 (AI) Aggregation index 反映景观中不同斑块类型的非随 机性或聚集程度 0 农田景观格局演变规律分析 农田景观格局是人类及其环境空间分布差异的表现，是由人为干扰形成的，规模、形状、结构和质地各异，排列不同的农田景观要素共同作用的表现，是各种复杂的自然和社会条件相互作用的结果。同时，农田景观格局也制约和影响着各种生态过程。农田斑块的大小、形状和廊道的构成将影响到农田内农作物和其他物种的丰度、分布、生产力及抗干扰能力。农田景观格局是包括干扰在内的一切生态过程作用于农田景观的结果。在不同时间和空间尺度上，不同农田生态学过程的作用结果也不同。因此，理解与把握农田景观格局演变的生态学规律和研究农田景规格局与生态过程之间相互关系对重建 农田景观格局、预测农田景观发展趋势和农田景观管理有重要意义。 1 农田景观演变过程 农业是人类社会最基本的物质生产部门，种植业生产的场地是农田，人类通过社会劳动，对原有自然生态系统演变过程及其所处的环境条件进行干预，从而获得适合农作物生长的耕地。作为农作物生产的农田还要有人类生产劳动对其景观过程的干预，这种干预必须符合农作物生长发育的自然规律，又符合社会经济发展的客观规律。这种干预的有效性，一方面取决于人类对自然界景观演变规律的认识程度和干预手段的先进程度；另一方面又必然受社会经济条件的制约，这样就构成了农田景观过程的二重性。受农田景观过程二重性影响，农田生产规模随社会经济的发展而不断扩大，人类对农田景观过程的干预能力，是随科学技术的进步而不断提高。农田景观格局演变集中体现了农田景观过程二重性的特点，在农田建设的初级阶段，农田景观格局明显表现出对自然环境的适应性特征，随着人们生产技术的进步，农田景观格局更多的体现在人与自然的和谐。在这样的过程下，农田景观格局大致经历了短期或定期零星农田、长期集中连片农田和配套集约化农田的发展历程。 现在景观格局研究普遍采用Fragstats3.3软件计算格局指数，我在写文章的过程中也使用了这一软件，期间也遇到不少问题，幸得高人指点和自己不断摸索（当时网上鲜有使用方法），终于把数据算出来了，现在把使用过程中遇到的一些问题与方法写出来，希望对后来者有些帮助，在写这个的过程中，参考了一些朋友的意见。 1 Fragstats33软件的下载 在goole搜索页面直接输入“Fragstats3.3”出来的第二个网址：点击“Fragstats3.3downloads” 或者打开连接： https://www.sodocs.net/doc/024433003.html,/landeco/research/fragstats/downloads/fragstats_do wnloads.html直接下载 2 Fragstats 33软件的安装 如果你装了arcgis软件，那么Fragstats3.3可以直接使用。下载下来的文件解压缩后，双击 便可以使用，注意，要保证你的ArcGIS是运行的状态。 3环境变量的设置 打开软件后，看你的是“ARCGRID disabled”还是“ARCGRID enabled”，如果是后则，可以直接使用，如果是前者，学要设置环境变量。 步骤： 我的电脑->属性->高级->环境变量，在系统变量那里，新建，变量名为path，变量值为X:ESRIAV_GIS30ARCVIEWBIN32，X为Arcview安装所在的盘符。 或者是C:Program FilesArcGISBin，C为Arcview（应为ArcGIS????）安装所在的盘符，一般默认安装在C盘上。这样你的软件就能用了。 (1) Arc Grid created with Arc/Info. Note, to use Arc Grids you must have ArcView Spatial Analyst or ArcGIS installed on your computer and FRAGSTATS must have access to a certain .dll file found either in the ArcView Bin32 directory (for ArcView Spatial Analyst users) or the ArcGIS Bin directory (for ArcGIS users). Specifically, a path to the corresponding dll library file should be specified in the environmental settings under NT or Windows 2000 operating systems, or a path statement included in the autoexec.bat file, e.g., under Windows 98, as follows: Windows NT: You can add the necessary Path variable or edit the existing one via the Control panel - System Properties - Environment tab. Add a new variable or edit the existing Path variable in the system variables, not the user variables (this will require administrative privileges). Add the full path to the appropriate .dll file. If you are using ArcView Spatial Analyst, the required file is the avgridio.dll file and it is typically installed in the following path: [转载]fragstats 部分景观指数生态学含义 2月10日 fragstats 部分景观指数生态学含义 拼块类型面积（CA），单位：ha，范围：CA>0 公式描述：CA等于某一拼块类型中所有拼块的面积之和（m2），除以10000后转化为公顷（ha）；即某拼块类型的总面积。 生态意义：CA度量的是景观的组分，也是计算其它指标的基础。它有很重要的生态意义，其值的大小制约着以此类型拼块作为聚居地（Habitation）的物种的丰度、数量、食物链及其次生种的繁殖等，如许多生物对其聚居地最小面积的需求是其生存的条件之一；不同类型面积的大小能够反映出其间物种、能量和养分等信息流的差异，一般来说，一个拼块中能量和矿物养分的总量与其面积成正比；为了理解和管理景观，我们往往需要了解拼块的面积大小，如所需要的拼块最小面积和最佳面积是极其重要的两个数据。景观面积（TA），单位：ha，范围：TA>0 公式描述：TA等于一个景观的总面积，除以10000后转化为公顷（ha）。 生态意义：TA决定了景观的范围以及研究和分析的最大尺度，也是计算其它指标的基础。在自然保护区设计和景观生态建设中，对于维护高数量的物种，维持稀有种、濒危种以及生态系统的稳定，保护区或景观的面积是最重要的因素。 拼块所占景观面积的比例（%LAND），单位：百分比，范围：0< %LAND<=100 公式描述：%LAND等于某一拼块类型的总面积占整个景观面积的百分比。其值趋于0时，说明景观中此拼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拼块组成。 生态意义：%LAND度量的是景观的组分，其在拼块级别上与拼块相似度指标（LSIM）的意义相同。由于它计算的是某一拼块类型占整个景观的面积的相对比例，因而是帮助我们确定景观中模地（Matrix）或优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。 拼块个数（NP），单位：无，范围：NP>=1 公式描述：NP在类型级别上等于景观中某一拼块类型的拼块总个数；在景观级别上等于景观中所有的拼块总数。 生态意义：NP反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。NP对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。而且，NP对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响，如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。 最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：百分比，范围：0农田景观格局演变规律分析
景观格局分析过程
fragstats-部分景观指数生态学含义