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景观指数

最近整理的Fragstats3.3软件Grid格式下可以计算的景观指数，希望大家共同学习探讨

（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

②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m

2.Contrast

①EDCON(同上)——Edge Contrast Index——边缘对比度——斑块——%

3.Area/Density/Edge

①TE——Total Edge——总边缘长度——类型/景观——m

②ED——Edge Density——边缘密度——类型/景观——m/ha

4.Contrast

①CWED——Contrast-Weighted Edge Density——对比度加权边缘密度——类型/景观——m/ha

②TECI——Total Edge Contrast Index——总边缘对比度——类型/

景观——%

③ECI(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MECI、AWMECI)——Edge Contrast Index （Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）——边缘对比度（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（平均边缘对比度、面积加权平均边缘对比度）——类型/景观——%（%，%）

四、形状指标

1.Shape

①PARA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无

②SHAPE(同上)——Shape Index——形状指标——斑块——无

③FRACT(同上)——Fractal Dimension Index——分维数——斑块——无 [1,2]

④CRICLE(同上)——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——斑块——无

⑤CONTIG(同上)——Contiguity Index——聚集指数——斑块——无

2.Area/Density/Edge

①LSI——Landscape Shape Index——景观形状指数——类型/景观——无

②NLSI——Normalize LSI——标准化景观形状指数——类型——无

3.Shape

①PAFRAC——Perimeter Area Fractal DImension——边缘面积分维——类型/景观——无

②PARA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）——类型/景观——无

③SHAPE(同上)(MSI、AWMSI)——Shape Index(Mean Shape Index、Area-Weighted Mean Shape Index)——形状指数（平均形状、面积加权的平均形状指标）——类型/景观——无

④FRAC(同上)(MPFD、AWMPFD)——Fractal Dimension Index(Mean Patch Fractal Dimension、Area-Weighted Patch Fractal Dimension)——分维数（平均斑块分维数、面积加权的平均斑块分维数）——类型/景观——无 [1,2]

⑤CRICLE(同上))——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——类型/景观——无

⑥DLFD——Double Log Fractal Dimension——双对数分维数——类型/景观——无

Fragstats软件中各生态景观指数详述知识讲解

1、指数的选择 :Fragstats/select patch(clas、s land)metrics 指数一共有三个级别， path、class、landscape 三个级别。不同级别对应不同的指数，对应着不同的生态学意义。所以选择指数的时候，一定要清楚所选择的指数对应的级别。 2、整理的 Fragstats中可以计算的景观指数注：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.A rea/Perimeter ①AREA(AREA-CSD 、AREA-CPS、AREA-LS 、AREA-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.A rea/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]； ③T A—— Total Landscape Area——景观面积——景观— ha> 0；

④LPI —— Largest Patch Index—最大斑块指数—类型/景观—%；二、密度大小及差异 1.A rea/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（AREA-MN 、 AREA-AM 、 AREA- MD 、 AREA-RA 、 AREA-SD 、AREA-CV）（MPS 、PSSD、PSCV）—— Patch Area（Patch Area Mean / Mean Patch Size、Patch Area Standard Deviation / Patch Size Standard Deviation、 Patch Area Coefficient of Variation / Patch Size Coefficient of Variation）——斑块面积（平均斑块面积、面积加权平均斑块面积、斑块面积中值、斑块面积范围、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）（平均斑块面积、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）——类型 /景观—— ha （ha，%，%）；④GYRA（同上）—Radius of Gyration—回旋半径—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

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

景观指数具体算法

景观破碎度破碎度表征景观被分割的破碎程度，反映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、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程，景观破碎化是生物多样性丧失的重要原因之一，它与自然资源保护密切相关。公式如下： Ci = Ni / Ai 式中Ci为景观i的破碎度，Ni为景观i的斑块数，Ai 为景观i的总面积。景观分离度指某一景观类型中不同斑块数个体分布的分离度。 Vi = Dij / Aij 式中Vi为景观类型i的分离度，Dij为景观类型i的距离指数，Aij 为景观类型i的面积指数。干扰强度和自然度干扰强度表示人类的干扰作用，干扰强度越小，越利于生物的生存，因此，其针对受体的生态意义越大。 Wi = Li / Si；Ni = 1 / Wi Wi表示受干扰强度，Li是指i类生态系统内廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)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。优势度 D 为景观的优势度，它与多样性指数成反比，对于景观类型数目相同的不同景观，多样性指数越大，其优势度越小。均匀度 E=(H/Hmax)×100% 均匀度和优势度一样，也是描述景观由少数几个主要景观类型控制的程度。这两个指数可以彼此验证。分维数 D=2ln(P/4)/ln(A)

式中，D表示分维数；P为斑块周长；A为斑块面积。D 值越大，表明斑块形状越复杂，D 值的理论范围为 1.0～2.0，1.0 代表形状最简单的正方形斑块，2.0 表示等面积下周边最复杂的斑块。聚集度指数 RC=1－C/Cmax 式中，RC 是相对聚集度指数，取值范围为 0～1 之间；C 为复杂性指数，Cmax 是 C 的最大可能取值，C 和 Cmax 的计算公式为：其中，P(i，j) 是生态系统 i 与生态系统 j 相邻的概率，m 是景观中生态系统类型总数。在实际计算中，P(i，j) 可由下式估计：P(i，j)=E(i，j)/Nb，式中 E(i，j) 是相邻生态系统 i 与 j 之间的共同边界长度，Nb 是景观中不同生态系统间边界的总长度。RC 的取值越大，则代表景观由少数团聚的大斑块组成，RC 值小，则代表景观由许多小斑块组成。

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#

Fragstats软件中各生态景观指数详述

1、指数的选择:Fragstats/select patch(class、land)metrics 指数一共有三个级别，path、class、landscape三个级别。不同级别对应不同的指数，对应着不同的生态学意义。所以选择指数的时候，一定要清楚所选择的指数对应的级别。 2、整理的Fragstats中可以计算的景观指数注：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(AREA-CSD、AREA-CPS、AREA-LS、AREA-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 ①L SIM—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—最大斑块指数—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(AREA-MN、AREA-AM、AREA-MD、AREA-RA、AREA-SD、AREA-CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area（Patch Area Mean / Mean Patch Size、Patch Area Standard Deviation / Patch Size Standard Deviation、Patch Area Coefficient of Variation / Patch Size Coefficient of Variation）——斑块面积（平均斑块面积、面积加权平均斑块面积、斑块面积中值、斑块面积范围、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）（平均斑块面积、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）——类型/景观——ha(ha，%，%)； ④GYRA(同上)—Radius of Gyration—回旋半径—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； ②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回旋半径—斑块—m； ①EDCON(同上)——Edge Contrast Index—边缘对比度—斑块

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

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

较全的景观指数公式

景观指数（1）斑块类型指数 ①斑块所占景观面积的比例（PLAND ） ()1001A a P PLAND n j ij i ∑===式中：——斑块的面积；——所有景观的总面积。 ij a ij A PLAND 度量的是景观的组分。它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。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。 ②斑块密度（PD ） ()()10010000A n PN i = 式中：——第类景观要素的总面积；——所有景观的总面积。 i n i A 斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。 ③周长面积分维数（PAFRAC ） ()2112111ln ln ln ln 2 ???? ??-???? ????? ????????? ?????? ??-??????-= ∑∑∑∑∑=====n j ij n j ij i n j ij n j ij n j ij ij ij p p n a p a p n PAFRAC 式中：——斑块的面积；——斑块的周长；——斑块数目。 ij a ij ij p ij i n PAFRAC 反映了不同空间尺度的性状的复杂性。分维数取值范围一般应在1—2之间，其值越接近1，则斑块的形状就越有规律，或者说斑块就越简单，表明受人为干扰的程度越大；反之，其值越接近2，斑块形状就越复杂，受人为干扰程度就越小。 ④斑块聚合度（AI ）

)100(max ?????→=ii ii g g AI 式中：——相应景观类型的相似邻接斑块数量 ii g AI 基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。当某类型中所有像元间不存在公共边界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。（2）总体景观指数 ①香农多样性指数（SHDI ） () i i m i p p SHDI ln 1∑=-=式中：——景观斑块类型所占据的比率； i p i 香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。另外在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI 也是一个敏感指标。如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其步定性的信息含量也越大，计算出的SHDI 值也就越高。 ②蔓延度（CONTAG ） ()()()100ln 2)ln(11111??????????? ???????? ??????????????????????? ???????????????????? ??+=∑∑∑∑====m g g P g g P CONTAG m k m k ik ik i m k ik ik i m i 式中：——类型斑块所占的面积百分比；——类型斑块和类型斑块毗邻的i p i ik g i k 数目；——景观中的斑块类型总数目。 m CONTAG 可描述景观里斑块类型的团聚程度或延展趋势,包含了空间信息。CONTAG 较大，表明景观中的优势斑块类型形成了良好的连接；反之，则表明景观是具有多种要素的散布格局，景观的破碎化程度较高。CONTAG 与边缘密度呈负相关，与优势度和多样性指

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

景观指数教学内容

1. 斑块形状指数（patch shape index）是通过计算某一斑块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量起形状复杂程度的。常见的斑块形状指数S有两种形式：（以圆为参照几何形状）（以正方形为参照几何形状）其中，P是斑块周长，A是斑块面积。 2. 景观丰富度指数（landscape richness index ）景观丰富度指数R是指景观中斑块类型的总数，即： R=m（m为景观中斑块类型的数目）在比较不同景观时，相对丰富度（relative richness）和丰富度密度（richness density）更为适宜. 其中，Rr，Rd分别表示相对丰富度和丰富度密度，Mmax是景观中斑块类型数的最大值，A是景观面积。 3.Shannon-Weaver多样性指数（Shannon-Weaver 指数或Shannon指数）式中，Pk是斑块类型k在景观中出现的频率，n是景观中斑块类型的总数。 4. Simpson多样性指数式中，Pk是斑块类型k在景观中出现的频率，n是景观中斑块类型的总数 5. 景观优势度指数（landscape dominance index ）优势度指数D是多样性指数的最大值与实际计算值之差。其表达式为：其中，Hmax是多样性指数的最大值，Pk是斑块类型k在景观中出现的概率，m是景观中斑块类型的总数。

6.景观均匀度指数（landscape evenness index ）均匀度指数E反映景观中各斑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。以Shannon多样性指数为例，均匀度可表达为: 其中，H是Shannon多样性指数，Hmax是其最大值。 7. 景观形状指数（landscape shape index ）景观形状指数LSI与斑块形状指数相似，只是将计算尺度从单个斑块上升到整个景观而已。其表达式如下：其中，E为景观中所有斑块边界的总长度，A为景观总面积。 8. 正方像元指数（square pixel index ）正方像元指数SQP是周长与斑块面积比的另一种表达方式，即将其取值标准化为0与1之间。其表达式为：其中，A为景观中斑块总面积，E为总周长。当景观中只有一个斑块且为正方形时，SQP=0，当景观中斑块形状越来越复杂或偏离正方形时，SQP增大，渐趋于1。显然，SQP于LSI之间有直接的数量关系，即： 9. 景观聚集度指数（contagion index ）景观聚集度C反映景观中不同斑块类型的非随机性或聚集程度。其一般数学表达式如下：其中，Cmax是据极度指数的最大值，n式景观中斑块类型总数，Pij是斑块类型i与j相邻的概率。通常在比较不同景观时，相对聚集度C’更为合理，其计算公式如下：

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

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

景观格局指数

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/Ai Ci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/Ai Vi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/Wi Wi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。景观均匀度与优势度都是描述景观由少数几个主要经管类型所控制的程度，两者可以彼此验证。 7、分维指数 D=2*㏑（P/4）/㏑(A) D即为分维指数，P为斑块周长，A为斑块面积，D值越大，表明斑块形状越复杂。D值理论为1.0～2.0,1.0代表最简单的正方形斑块，2.0则代表等面积下周边最复杂的斑块。 8、聚集度指数聚集度指数是反映景观中不同斑块类型的非随机性或聚集程度。 C=Cmax+∑∑（m、i=1、j=1）*P(ij)*㏑(Pij) C即为景观聚集度指数，Cmax为最大聚集度指数，Cmax=2*㏑(m),m为景观中斑块类型总

景观指数计算表

景观指数计算表常用景观指数景观指数简写计算公式描述斑块数目 NP NP=N 景观中斑块的总数。NP≥1,无上限斑块密度 PD PD=N/A 每平方千米的斑块数 PD0,无上限边界总长度 TE TE=E 景观中所有斑块边界总长度边界密度 ED 景观中斑块边界总长度除以总面积再乘以106转化成平方千米斑块丰富度 PR PR=m 景观中不同板块类型的总数斑块丰富度密度 PRD 类型总数除以总面积景观均匀度指数 E 均匀度指数反应的是景观中各版块在面积分布上的不均匀程度，以多样性指数与其最大值的比来表示景观优势度指数 D 景观多样性的最大值与实际值之差，D越大说明一个或者少数几个板块类型占主导地位 Shannon多样性指数 SHDI 每一斑块类型所占景观总面积的比例乘以其对数，然后求和，取负值。当景观中只有一种类型的斑块是SHDI=0，当斑块类型增加或者各类斑块所占比例趋于相近的时候，SHDI也相应增大最大斑块指数 LPI 景观中最大斑块的面积除以总面积乘以100转化成百分比平均斑块面积 MPS 所有斑块总面积除以斑块总数转化成平方千米斑块面积标准差PSSD 每一斑块面积与平均斑块面积之差的平方总和除以斑块总数然后开方，转化成平方千米。当斑块大小一致或者只有一个板块是PSSD=0 斑块面积变异系数 PSCV J景观形状指数 LSI 边界总长度除以景观总面积的平方根，在乘

以正方形校正常数。一正方形为标准，LSI≥1，只有一个正方形斑块时LSI=1，形状越不规则，LSI越大平均斑块形状指数 MSI 景观中所有斑块为正方形的时候MSI=1，当斑块形状偏离正方形的时候MSI增大。景观中每一斑块的周长除以面积平方根在乘以正方形校正常数。面积加权平均斑块形状指数 AWMSI 每一斑块的周长除以面积的平方根，再乘以正方形校正系数，再乘以斑块面积与景观总面积之比，然后对所有斑块加和。当景观中所有斑块为正方形是AWMSI=1，随形状不规则性增加而增加。双对数回归分维数 DLFD 聚集度 CONT m是斑块类型总数，Pij是随机两个相邻的栅格细胞属于类型i与j的概率。聚集度通常度量同一类型版块的聚集程度，取之在0到100之间。其取值还受到类型总数和均匀度的影响。如果一个景观是由许多离散的小斑块组成，聚集度值比较小，否则聚集度比较大，与多样性、均匀度不同，聚集度明确考虑斑块类型之间的相邻关系。平均最近邻近距离 MNN 景观中每一斑块与其最近邻体距离的总和除以具有邻体的斑块总数核心区面积 TCAI 景观中每一个核心区面积总和除以景观总面积。：沙漠化景观研究中经常用到的景观指数主要有： 2. 景观多样性指数 3. 景观优势度指数 4. 景观分维数：对单个

较全的景观指数公式

较全的景观指数公式 Prepared on 22 November 2020

景观指数（1）斑块类型指数 ①斑块所占景观面积的比例（PLAND）式中：ij a——斑块ij的面积；A——所有景观的总面积。 PLAND度量的是景观的组分。它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。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。 ②斑块密度（PD）式中：i n——第i类景观要素的总面积；A——所有景观的总面积。斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。 ③周长面积分维数（PAFRAC）式中：ij a——斑块ij的面积；ij p——斑块ij的周长；i n——斑块数目。 PAFRAC反映了不同空间尺度的性状的复杂性。分维数取值范围一般应在1—2之间，其值越接近1，则斑块的形状就越有规律，或者说斑块就越简单，表明受人为干扰的程度越大；反之，其值越接近2，斑块形状就越复杂，受人为干扰程度就越小。 ④斑块聚合度（AI）式中：ii g——相应景观类型的相似邻接斑块数量

AI基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。当某类型中所有像元间不存在公共边界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。（2）总体景观指数 ①香农多样性指数（SHDI）式中：i p——景观斑块类型i所占据的比率；香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。另外在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其步定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。 ②蔓延度（CONTAG）式中：i p——i类型斑块所占的面积百分比；ik g——i类型斑块和k类型斑块毗邻的数目；m——景观中的斑块类型总数目。 CONTAG 可描述景观里斑块类型的团聚程度或延展趋势,包含了空间信息。CONTAG 较大，表明景观中的优势斑块类型形成了良好的连接；反之，则表明景观是具有多种要素的散布格局，景观的破碎化程度较高。CONTAG 与边缘密度呈负相关，与优势度和多样性指数高度相关。 ③景观破碎度破碎度表征景观被分割的破碎程度，反映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、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过

景观指数

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