实验一景观生态分析-南京林业大学-生态与环境实验中心.doc

《城市景观生态学》实习指导书 南京林业大学 森林资源与环境学院 生态学科 二零一零年六月 实习一 景观生态分析 一、目的和意义 景观生态学是生态学的一个重要层次，应用十分广泛，最突出的是自然资源管理与保护、城市与区域规划、自然保护区设计及生境破碎化对生物多样性的影响等方面。 通过本实验可以让学生掌握景观生态学的分析方法，认识景观的等级结构特征，人类活动与景观结构、功能的反馈关系以及景观异质性(或多样性)的维持和管理。 二、仪器、设备及材料 研究区域的1：10万TM影像图，包含256个边长为0.5cm小格子的透明格子样框，铅笔，记录纸等。 三、方法与步骤 实验流程如图所示： 景观多样性指数 景观均匀度指数 数据的采集 计算与分析 景观优势度指数 斑块分维数 景观间隙度指数 数据的采集 ⑴ 统计斑块的类型和数量：在解译后的影像图上统计出图例斑块的类型数及各类图例斑块的数量。 ⑵ 统计各类斑块的周长、面积：设景观图的边长为M，然后将r×r 单位的方格放在景观图的左上角，r为整数。当r=2时，在方格覆盖下的4个格子中，记录所研究对象(斑块)占据格子的数量，记作S。然后将格子左右、上下移动(gliding box)，每次移动一格，得到一组随方格大小变化的数值，记作n(S,r)。则景观中可容纳边长为r的方格总数记作N(r)，则有N(r)=(M-r-1)2。 计算 ⑴ 景观多样性指数：景观多样性指数是建立在信息论的基础上，计算公式为： 式中：—景观多样性指数 —斑块类型所占景观面积的比例； m—斑块类型数目 景观多样性指数代表了斑块数目的多少及斑块之间的大小变化，是景观破碎化的一个量度。 ⑵ 景观均匀度指数：可用下式计算： 式中：—景观多样性指数； —景观多样性指数的最大值； —景观中最大可能的斑块类型数。 显然，当E趋于1时，景观斑块分布的均匀程度亦趋于最大。均匀度指数反映了景观中类斑块类型的分布均匀程度。 ⑶ 景观优势度指数：可用下式计算： 式中：—多样性指数的最大值(); —斑块类型在景观中出现的概率，通常以该类型的面积占景观总面积的比例来估算； —景观中斑块类型的总数。 优势度指数是多样性指数的最大值与实际计算值之差。通常，D值越大，一个或少数几个斑块类型在景观 中就越占主导地位。 ⑷ 斑块分维数：分维数主要揭示斑块及斑块组成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，计算公式为： 式中：—斑块周长； —斑块面积； —常数，=4； F—分维数，且满足1≤F≤2，F值越大，反映斑块的形状越复杂，F=1时，则斑块的形状为简单的欧几何里德正方形。 ⑸ 景观间隙度指数：间隙度是由Plotnick等引入景观生态学的研究中，间隙度可以用于判别不同尺度上的空间格局，不要求系统平稳假设，不受边界的影响，具体计算如下： 将的频率分布转为概率分布 则的均方差和方差分别为： 思 考 题 1、什么是斑块、廊道、基质？如何区分这三类景观结构单元？ 2、为什么要研究景观格局？ 3、景观生态分析的主要方法有哪些？ 4、景观生态分析与自然保护区和土地规划及设计有何关系？ 5、举例说明如何利用景观生态学原理和方法促进生物多样性保护和自然资源管理？ 参考文献 1 李博，杨持，林鹏.生态学.北京：高等教育出版社，2002 2 邬建国.景观生态学.北京：科学出版社，2000 实习二 遥感与地理信息系统在自然资源调查与制图中的应用 一、目的和意义 地理信息系统(geographic information system，简称GIS)，也称为资源与环境信息系统。它是信息科学、空间科学、地球科学、计