第六章 景观生态学数量方法.ppt

第六章：景观生态学中的数量化方法 景观格局下列方面需要定量研究： 1、景观的组成和结构（景观的空间异质性） 2、斑块的性质和参数的空间相关性（斑块的空间相互作用） 3、景观格局的趋向性（空间规律性或梯度） 4、景观格局在不同尺度上的变化（景观的等级结构） 5、景观格局与景观过程的相互关系 第六章：景观生态学中的数量化方法 第一节：景观指标方法 第二节：空间统计方法 第三节：景观模型 第四节：案例 景观格局分析基本步骤： 数据收集 - 景观图数字化 - 景观格局数量化分析 - 结果分析 数据来源 野外考察、大地测量、现有地图、航空照片、卫星遥感图像、雷达图像等 数字化景观图的空间数据模型 矢量数据(vector data model) 栅格数据(raster data model) 点数据类型(point data model) 景观数据类型 类型数据(categorical data) 数值数据(quantitative data) 第一节：景观指标方法 一、景观指标概述 适合的数据类型 类型数据表达的景观适合使用景观指标法 三个层次的景观指标 整体景观的指标(landscape indices/metrics) 斑块类型的指标(patch class indices/metrics) 单个斑块的指标(individual patch indices/metrics) 景观指标的种类 斑块特征指数 斑块面积/密度/边界长度指标(area/density/perimeter) 形状指标(shape metrics) 核心区指标(core area metrics) 景观异质性指数 多样性指标(diversity metrics) 隔离指标(isolation metrics) 对比度指标(contrast metrics) 聚集度指标(contagion metrics) 连接度指标(connectivity metrics) 二、常用的景观指标及计算公式 景观指数分类： 主观分类 客观分类 景观格局分析软件FRAGSTATS可提供绝大多数景观指数 二、常用的景观指标及计算公式 1、斑块特征指数——面积/密度/边界长度 单个斑块层次的指标包括：斑块面积、周长、Gyration 半径。 斑块类型层次的指标包括：斑块类型面积比例、斑块密度、边界密度、最大斑块指标、斑块面积分布等。 景观层次的指标包括：斑块密度、边界密度、最大斑块指标、斑块面积分布等。这些指标的定义与斑块类型层次的定义类似，只是对所有斑块类型适用，而不仅仅对一种类型的斑块。 景观生态学通常不以单个景观为研究对象，但是每个斑块的数据是计算其他指标的基础。 1、斑块特征指数——形状指标 单个斑块层次的指标主要有： 周长面积比、形状指数和形状分维指数。 斑块类型层次的指标包括： 各单斑块指标的分布（均值，中值、面积加权均值、范围等） 整个景观层次的指标包括： 各单斑块指标的分布 斑块类型层次、景观层次的指标有一个独特的指标： 周长面积分维数是单个斑块所没有的。 下面介绍形状指数、形状分维值数、周长面积分维指数。 注意： 形状指数不能提供斑块形状复杂性的直接度量，形状随尺度变化的方式可用分维来刻画，分维数可以反映空间实体几何形状的不规则性。 1、斑块特征指数——核心区指标 单个斑块层次上的指标是：核心区面积指标 斑块类型和整个景观层次的指标还包括：核心区面积百分比、和独立核心区密度。 计算核心区指标前，需要确定边缘深度。边缘深度取决于研究对象对边缘区的识别程度。 核心区指标对于破碎化生境中濒危物种保护有重要作用。 二、常用的景观指标及计算公式 2、景观异质性指数——1）多样性指标 多样性指标只有景观水平的指标，没有斑块类型和单个斑块水平的指标。主要有：多样性指标、均匀度指标、优势度指标、景观丰富度指标。 Shannon Weiner 多样性指标 景观多样性指数与群落多样性指数的差异 景观多样性指数——采用生态系统（斑块）类型及其在景观中所占面积比例； 群落多样性指数——使用物种及个体密度进行计算 用途： 1、确定景观中斑块分布是否服从随即分布； 2、定量描述景观中斑块的连接度或隔离度。 斑块层次的指标包括：接近度指标、相似指标、几何最近邻居距离、功能最近邻居距离。 几何距离为几何长度。功能距离可为：坡面距离、运动时间、能量需求等。 斑块类型、整体景观指标为上述四种指标的分布 连接度指标 连接度表示相同生境类型的斑块之间的连接性，与很多景观功能密切相关。该指标能很好地反映动物对生境破碎化的反应。 连接度指标只在斑块类型和景观水平上有效，没有单个斑块水平的指标。 描述景观连接度的指标主要有两个：斑块粘合度指标(patch