景观空间格局指标及其分析方法

景观格局指数及各指数意义景观格局指数是指通过对一个区域内的景观格局进行测量和评价，以数值化的形式反映景观格局所具有的特征和特点的一种指标。

它是景观生态学研究中的重要参数，可以用来评价和比较不同区域或同一区域不同时间的景观格局。

首先，景观破碎度指数是指景观单元间相互间隔和相互接触的比例，表示景观的连续性与破碎性。

高破碎度指数意味着景观被分割成多个小块，破碎度增加，景观的完整性和连续性降低，会对生物多样性和生态系统功能产生负面影响。

因此，景观破碎度指数一般应该越低越好。

第三，大小斑块密度指数是指在一定区域内，不同斑块大小的数量比例，反映景观的尺度和多样性。

大小斑块密度指数可以用来评价景观的复杂度和多样性。

较高的大小斑块密度指数意味着一个区域内存在较多的斑块，类别和大小多样，有利于物种的栖息和繁殖。

最后，空间形状指数是指景观单位的形状和特征，包括边界长度、形状复杂度等。

具有更为复杂和多样的空间形状的景观单位能够提供更多的生境和资源，对物种的繁殖和生存有积极影响。

景观格局指数的研究和应用对于生态系统保护和管理具有重要意义。

通过该指数的测量和评价，可以判断一个区域的景观格局特征和特点，进而分析和评估生态系统的稳定性和健康状况。

在城市规划和自然保护领域，景观格局指数可以用来评估不同规划方案或保护策略对景观格局的影响，为决策者提供科学依据。

此外，景观格局指数也可以用来研究不同生态系统类型和景观类型的特点和差异，为生态系统管理和保护提供支持。

最后，景观格局指数还可以用来评估不同人类活动对景观的影响，指导可持续发展和生态环境建设。

总之，景观格局指数是一个重要的生态学工具，能够为人们更好地理解和管理景观提供帮助。

景观生态学原理|——景观格局与分析景观的三个特征：1、格局：生态系统的大小、形状、数量、类型及空间配置相关的能量、物质和物种的分布2、功能：景观单元之间的相互作用，生态系统组分间的能量流动、物质循环和物种流3、动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化3.1 景观发育景观格局的形成，受到生物与非生物两个方面的影响3.2 景观要素景观要素包括景观斑块、廊道、基质，以及附加结构3.2.1 斑块（patch）空间的非连续性以及内部均质性1. 斑块起源主要因素：环境异质性（environmental heterogeneity）自然干扰（natural disturbance）人类活动（human activity）1、环境资源斑块由于环境异质性导致，稳定，与自然干扰无关，由于环境资源的空间异质性和镶嵌规律2、干扰斑块由于基质内的各种局部干扰引起，具有最高的周转率，持续时间最短3、残存斑块是动植物群落受干扰后基质内残留的部分4、引进斑块人们把生物引入某一地区后形成的斑块1）种植斑块2）聚居地2. 斑块面积1、对物质和能量的影响2、对物种的影响1）岛屿，面积效应——生境多样性（habitat diversity）——物种多样性2）陆地，基质异质性高3. 斑块形状斑块的形状和走向对穿越景观扩散的动植物至关重要1、圆形和扁长形斑块，内缘比（interior ratio）2、环状斑块3、半岛4. 斑块镶嵌相似的斑块容易造成扩散不同类型的斑块镶嵌，能够形成对抗干扰的屏障、5. 斑块化（缀块性，patchiness）与斑块动态1、斑块化机制斑块化：斑块的空间格局及其变异，大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构、边界特征对比度（contrast）：斑块之间以及斑块与基质之间的差异程度空间异质性（spatial heterogeneity）：通过斑块化、对比度以及梯度变化所表现出来的空间变异性生物感知（organism-sensed）：生物对于斑块化的反应最小斑块化尺度（smallest patchiness scale）：粒度（grain）最大斑块化尺度（largest patchiness scale）：幅度（extent）斑块化动态：斑块内部变化和斑块间相互作用导致的空间格局及其变异随时间的变化斑块化产生的原因：物理的和生物的，内部和外源的2、斑块化的特点1）可感知2）内部结构，时空等级性，大尺度斑块是小尺度斑块的镶嵌体3）相对均质性4）动态特征5）生物依赖性6）斑块的等级系统（patch hierarchy）7）等级间的相互作用8）斑块敏感性（patch sensitivity）9）斑块等级系统中的核心水平：最能集中体现研究对象或过程特征的等级水平，相应的时空尺度称为核心尺度（focal scale）10）斑块化原因和机制的尺度依赖性3、斑块化的生态与进化效应3.2.2 廊道（corridor）廊道是线性的景观单元，具有通道合阻隔的双重作用1. 廊道的起源干扰廊道、残存廊道、环境资源廊道、种植廊道、再生廊道2. 廊道的结构特征1）曲度：廊道的弯曲程度，影响物质、能量、物质的移动速度2）宽度3）连通性：廊道单位长度上间断点的数量表示4）内环境：较大的边缘生境和较小的内部生境3. 廊道分类1）线状廊道：全部由边缘物种占优势的狭长条带2）带状廊道：较丰富的内部种的内环境的较宽条带3）河流廊道：分布在河流两侧3.2.3 基质（matrix）1. 基质的判定1）相对面积2）连通性3）控制程度4）3个标准结合2. 孔隙度和边界形状孔隙度（porosity）：单位面积的斑块数目3.2.4 附加结构（add-on）异常景观特征，在整个景观中只出现一次或几次的景观类型3.3 景观格局特征目的：从无序的斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性3.3.1 斑块-廊道-基质模式（patch-corridor-matrix model）3.3.2 景观对比度1. 低对比度结构自然形成的，热带雨林，相邻景观要素彼此相似2. 高对比度结构自然、人工3.3.3 景观粒径（landscape grain）粗粒（coarse grain）和细粒（fine grain）生物体粒径（home range）：生物体对其敏感或利用的区域粒径大小取决于整个景观的尺度3.3.4 景观多样性（landscape diversity）由不同类型生态系统构成的景观在格局、功能和动态方面的多样性或变异性，反映景观的复杂性程度1）斑块多样性：数量、大小、形状的多样性2）类型多样性：景观类型的丰富度3）格局多样性：景观类型空间镶嵌的多样性3.3.5 景观异质性（landscape heterogeneity）多样性——斑块性质的多样化异质性——斑块空间镶嵌的复杂性，景观结构空间分布的非均匀性、非随机性1）空间异质性2）时间异质性3）功能异质性梯度分布镶嵌结构3.4 生态交错带与生态网络3.4.1 边缘效应与生态交错带景观单元之间的空间联系：生态交错带、网络结构1. 边缘效应(edge effect)边缘地带由于环境条件不同，可以发现不同的物种组成和丰富度边缘物种：仅仅或主要利用景观边界的物种内部物种：远离景观边界的物种2. 生态交错带(ecotone)描述物种从一个群落到其界限的过渡分布区，由两个不同性质的斑块的交界及各自的边缘带组成生态过渡带（transition zone）景观边界（landscape boundary）1）特征：生态应力带（tension zone）、边缘效应、阻碍物种分布（半透膜）、2）描述：结构：大小、宽度、形状、生物结构、限制因素、内部异质性、密度、分形维数、垂直性、外形或长度、曲合度功能：稳定性、波动、能量、功能差异、通透性、对比度、通道、过滤、屏障、源、汇、栖息地3）尺度效应：某一尺度上可以明辨的交错带在另一尺度上可能模糊不清4）气候变化：更为敏感，迟滞（lag）5）生态交错带与生物多样性：农业生产把异质的自然景观变成大范围同质的人工景观，消灭了自然生态交错带，扩展了人为生态交错带3.4.2 生态网络与景观连通性生态网络（network）将不同的生态系统相互连接起来两类物种：生活在网络包围的景观要素内部的物种，廊道是一种障碍；生活在廊道内、沿着廊道迁移的物种1. 廊道网络由节点（node）和连接廊道构成，分布在基质上形式：分支网络（branching network）：树状的等级结构环形网络（circuit network）：封闭的环路结构1）廊道网络的结构特征网络交点、网状格局、网眼大小、网络结构的决定因素（历史和文化的）2）廊道网络描述连通性：在一个系统中所有交点被廊道连接起来的程度，指示网络的复杂度，用r指数方法来计算r指数：连接廊道数与最大可能连接廊道数之比r=L/Lmax=L/3(V-2)，V为节点数环度：用α指数衡量，表示能流、物流、物种迁移路线的可选择程度。

景观指数定义：指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；适合定量表达景观格局和生态过程之间关联的空间分析方法。

景观指数公式及其生态意义；斑块类型面积（CA），单位：ha，范围：CA>0（2-1）公式描述：CA等于某一斑块类型中所有斑块的面积之和（m2），除以10000后转化为公顷（ha）；即某斑块类型的总面积。

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斑块作为聚居地（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，一个斑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，我们往往需要了解斑块的面积大小，如所需要的斑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（2-2）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。

斑块所占景观面积的比例（%LAND），单位：百分比，范围：0<%LAND<=100 （2-3）公式描述：%LAND等于某一斑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。

生态意义：%LAND度量的是景观的组分，其在斑块级别上与斑块相似度指标（LSIM）的意义相同。

由于它计算的是某一斑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。

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)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]。

景观格局指数及各指数意义
景观格局指数是一种用于评价和分析地域景观格局空间结构、景观功
能和生态服务能力的综合指标。

它以景观生态学理论为基础，通过对景观
中不同类别和类型的景观单元进行统计和量化分析，从而反映出景观的组成、配置和环境功能等特征。

景观格局指数可以提供科学依据，辅助决策
者进行景观规划、生态保护和资源管理等方面的工作。

2.景观复杂度指数：景观复杂度指数主要用于评价景观结构的复杂程度。

景观复杂度较高的景观具有更多的不同景观单元类型和空间局部性，
能够提供更多的生态位和生境，有利于物种的分布和多样性的维持。

高复
杂度的景观还能够提供更大的生态系统功能和服务，例如水源涵养、土壤
保持和水质净化等。

因此，景观复杂度是评价景观生态系统健康状况和稳
定性的重要指标。

4.景观视觉质量指数：景观视觉质量指数主要用于评价景观的美观程
度和视觉感受。

景观视觉质量是一个主观指标，考虑了景观的比例、形状、色彩、纹理和结构等方面的要素。

较高的视觉质量指数意味着景观具有良
好的美学价值和观赏价值，能够提供人们视觉上的享受和心理满足。

景观
视觉质量指数可以用于评价和指导城市、园林和旅游景区的设计和规划。

综上所述，景观格局指数是评价和分析地域景观格局空间结构、景观
功能和生态服务能力的重要工具。

通过对景观分离度、复杂度、连通性和
视觉质量等指数的评估，可以对景观进行系统的分析和评价。

这些指数的
意义主要体现在提供科学依据，辅助决策者进行景观规划、生态保护和资
源管理等方面的工作。

景观格局指数的概念、计算方法等1、景观破碎度景观破碎度即景观被分割的破碎程度，它反映了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向复杂、异质性不连续的斑块镶嵌体的过程。

景观破碎化也是生物多样性丧失的重要原因之一。

Ci=Ni/AiCi即为景观破碎度，Ni为景观的斑块数量，Ai为景观的总面积。

2、景观分离度景观分离度是指某一景观类型中不同斑块数个体分布的分离度。

Vi=Di/AiVi即为景观分离度，Di为景观类型i的距离指数，Ai为景观类型i的面积指数。

3、干扰强度与自然度干扰强度表示人类的干扰作用，干扰强度越小，越有利于生物的生存。

Wi=Li/Si, Ni=1/WiWi即为受干扰强度，Li表示i类生态系统内廊道（公路、铁路、沟渠等）的总长度，Si 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。

4、景观多样性指数景观多样性指数是指景观元素或生态系统在结构、功能以及随时间变化方面的多样性，它反映了绿地景观类型的丰富度和复杂度。

H=-∑（ｍ、i=1）*P(i)*㏒P(i)H即为景观多样性指数，P（i）为景观类型i所占总面积的比例，m为景观斑块类型的目，H值越大，表示景观多样性越大。

5、景观优势度指数景观优势度指数是用于测定景观结构中一种或几种景观组分对景观的分配程度。

它与景观多样性指数意义相反，对景观类型数目相同的不同景观，多样性指数越高，其优势度越低。

D=Hmax+∑(m、i=1)*P(i)*㏒P(i)D即为景观优势度指数，它与景观多样性成反比。

Hmax为最大多样性指数，Hmax=㏒（m）,m 为景观中斑块类型的总数。

P(i)为景观类型i的面积所占总面积的比例。

通常，较大的D 值对应于一个或是多个斑块类型占主导地位的景观。

6、景观均匀度指数景观均匀度指数是用于景观中不同景观组分分布的均匀程度。

E=（H/Hmax）*100%E为景观均匀度指数，Hmax=㏒（m）,Hmax表示最大多样性指数。

景观生态学空间格局分析方法综述景观生态学是研究景观格局和生态过程之间相互关系的学科领域。

景观格局表示了自然和人类活动在地表上的分布情况，而生态过程则是描述生物间相互作用和能量流动的过程。

了解景观生态学空间格局的分析方法对于保护和管理生态系统具有重要意义。

下文将综述几种常用的景观生态学空间格局分析方法。

1. 景观破碎度指数：景观破碎度指数是通过计算规定空间单位内的斑块个数和大小来反映景观破碎程度的指标。

常用的景观破碎度指数包括片段化指数（Patchiness Index）、简化指数（Simpson Index）和破碎度指数（Fragmentation Index）。

这些指数可以帮助研究者评估景观的连续性和完整性，以及对生物多样性和生态过程的影响。

2.斑块统计：斑块统计是通过计算不同类型和形状的斑块在景观中的分布情况来分析景观格局。

常用的斑块统计方法包括斑块大小分布、斑块形状指数和边缘/面积比等。

斑块统计方法可以帮助研究者了解景观中不同类型斑块的大小、数量、形状和分布情况，从而评估景观格局对于物种分布和迁移的影响。

3. 景观分维：景观分维是通过计算景观中斑块的空间分布来确定景观的复杂度和分散程度的指标。

常用的景观分维方法包括盒维法（Box-counting method）和多重分形方法（Multi-fractal method）。

景观分维方法可以帮助研究者定量描述和比较不同景观的空间复杂性和分散程度。

综上所述，景观生态学空间格局的分析方法主要包括景观破碎度指数、斑块统计、景观分维以及边界和分岔分析等方法。

这些方法通过计算斑块的大小、形状、分布和连接程度等指标来描述景观格局的特征，从而帮助研究者了解景观对于生物多样性和生态过程的影响。

这些分析方法可以为保护和管理生态系统提供科学依据，以实现生态系统的可持续发展。

大学校园景观空间格局分析摘要：选取湖北民族学院主校区作为研究对象，运用景观生态学中斑块-廊道-基质的理论对其进行空间格局的定性分析，并对景观格局中的斑块进行分类，采用景观格局分析方法对校区进行景观空间格局定量分析。

关键词：空间格局指标斑块景观格局指标大学校园景观在自然景观基础上，通过人类活动的改造衍生出了独特的景观类型。

作为城市景观中一种独特的人工景观，校园景观独有的景观空间格局改变了原有的地表形态和自然景观，人类系统成为景观中最主要的生态组合[1]。

本文以恩施湖北民族学院为例对高校的景观结构在定性分析的基础上进行定量分析，分析其校园景观中不同景观类型内部及景观类型间的结构特征。

一、研究区域概况湖北民族学院位于世界硒都——湖北省恩施土家族苗族自治州，本次研究的对象是湖北民族学院的主校区（桂花园），校园占地面积为578028.59平方米，土壤以红壤为主，地貌属于红层丘陵。

整个校园内水域面积为6433平方米，绿地面积为176928平方米，绿化覆盖率达到30.6%。

二、校区景观结构分析景观结构的组成要素主要有斑块、廊道和基质，各要素的相互关联和自由组合形成的空间格局即为景观结构。

在景观的组合模式中最普遍的为斑块——廊道——基质，因此在校园景观中的模式，也属于这一模式。

研究区域的各斑块示意如图1所示。

1、基质基质是景观中面积最大、连接性最好的景观要素[2]。

在高校景观中景观基质已经与景观中的斑块和廊道融为一体，没有发生独立作用，所以在本次研究分析中，不对基质再进行考虑和研究。

2、斑块斑块是指具有不同生态学属性和功能，与周围景观要素有明显区别的空间单元，如绿地、道路、学生公寓等。

景观斑块的分类是景观结构分析的基础[3]。

根据斑块在高校校园中的功能划分为五大类：a、教学设施斑块（黄色），这一类主要包括教学楼、图书馆、行政机关和相关辅助建筑。

b、生活设施斑块（红色），这一类斑块主要包括学生宿舍和教职工宿舍以及食堂浴堂和商业用地。

景观格局分析指数：(1)景观相对丰富度指数maxN N R =式中：N-----景观中斑块类型数目max N ---景观中可能出现的斑块类型总数的最大值(2)景观多样性指数∑=-=nk k k p p H 1)ln (k P ---斑块类型K 在景观中出现的概率，通常以该类型占有的栅格细胞数占景观栅格细胞总数的比例来总算(3)景观优势度指数D （Dominance ）景观优势度指数表示景观多样性对最大景观多样性指数的偏离程度。

其值越大，表明偏离程度越大，其值为0时，表示景观完全均质。

优势度指数D 是多样性指数的最大值与实际计算值之差∑=+=nk k k p p H D 1max )ln(式中：max H 是给定景观最大可能丰富度条件下景观最大可能多样性，k P 是缀块类型k 在景观中出现的概率，m 是景观中缀块类型的总数。

通常，较大的D 值对应于一个或少数几个缀块类型占主导地位的景观(4)景观聚集度指数------能够反映景观组分的空间配置特征∑∑==+=n i nj ij ij p p C C 11max lnmax C 是聚集度指数的最大值 [ 2ln(n) ], n 是景观中缀块类型总数，ij P 是缀块类型 i 与 j 相邻的概率(5)景观均匀度指数均匀度指数E 反映景观中各缀块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示。

)ln()ln(1max n p p H H E n k k k ∑=-==显然，当 E 趋于1 时，景观缀块分布的均匀程度亦趋于最大（6）斑块密度指数斑块密度指数即单位面积上的斑块个数i i i A N C /=式中i N 为景观i 的斑块数，i A 为景观i 的总面积。

（7）斑块破碎化指数-------用来表示斑块景观破碎化程度c p N N FN /)1(-=式中FN---斑块数破碎化指数；p N ----研究区斑块总数目；c N ---研究区总面积除以最小斑块面积FN 取值在0--1之间，0表示景观完全整合，1表示完全破碎。