部分景观指数生态意义

1、1. Area/density/edge metricsRadius of GyrationGYKATF. = f %r*l £hijr=Pij （第i类第j个斑块）中第r个象 元与该斑块中心象元间的象元中心距 离。z= Pij （第i类第j个斑块）中的象元数。描述Gyrate等同于斑块中每一个象元与斑块 中心点的平均距离。单位米取值范围Gyrate >=0，无上限当斑块仅有一个象元组成时，Gyrate=0并且随着斑块范围的增大而无限制的增 大。当某斑块组成整个景观时，Gyrate达到最大。注释Radius of Gyration测量斑块范围；所以 斑块大小和斑块紧凑度影响它的

2、取值。利用四邻域或八邻域规则对该斑块进行 描述对该指数将产生不同的结果。Perce ntage of Lan dscapePL AND = P；-fkJ flH (100)APi=第i类景观类型在整个景 观的比例。aij= pij （第i类第j个斑块） 的面积（m2）。A=总景观面积（m2）。描述PLAND是相关斑块类型的 面积总和除以景观总面积， 再乘以100。换句话说，PLAND是相关斑块类型组 成景观所占百分比。值得注 意的是，总面积（A）包括 内背景。单位百分数范围0<PLAND<=100当相关斑块类型变得越来越少时，PLAND接近于0。当整个景观仅包括单个斑块类型时，PL

3、AND=100。注释景观百分比定量化了景观 中每一斑块类型的丰富度 比例。与总类面积（CA） 一样，它测量对在生态应用 中起重要作用的景观组成。 然而，由于PLAND是相对 测量，所以在不同景观总面 积时，比较景观组成的面积 比例，PLAND 比类面积（CA）是更适当的。2. Shape metrics周长面积比 Perimeter-Area RatioPARA =也aiiPij= Pij （第i类第j个斑块）的周长（m ）。 aij= pij （第i类第j个斑块）的面积（m2）描述PARA是周长与面积的比例。单位无取值范围PARA>0，无上限注释周长-面积比是对形状复杂度的简单测量，但

4、没有标准化到简单的欧几里德形状(例如，正方 形)。该指数作为形状指数的一个问题是它随 着斑块大小而变。例如，保持形状不变，增加 斑块大小，周长面积比反而降低。形状指数(Shape Index)AHAPS； * _rPij=由栅格表层数目决定的斑块 ij的周长。minPj=由栅格表层数目决定的 斑块j的最小周长描述SHAPE等于斑块周长(由栅格表层细胞给定) 除以最小周长(由栅格表层细胞给定)，斑块最小周长可能是对应斑块面积的最大紧凑斑块(正方栅格格式)。如果aj是斑块ij的面积，n是最 大正方形的边长，该正方形面积小于 丙， m=aij-n2，斑块ij的最小周长将采用以下三种形式的一个(Mil

5、ne 1991, Bogaert et al. 2000):Min-p ii=4n，当 m=0,Min-p ii=4n+2，当 n2 < aj < n(1+ n)Min-p ii=4n+4，当 aij > n(1+ n)。单位无取值范围SHAPE>=1，无上限当斑块是最大紧凑（即正方形或近似正方形） 时 SHAPE=1，随着斑块形状越来越不规则， SHAPE 无上限增加。注释形状指数SHAPE通过调整到正方形或近似正方 形标准形状，解决了周长面积比指数（PARA）随斑块大小变化的问题。因此，SHAPE是测量整体形状复杂度的最简单，最直接的测量。值得 注意的是，最小周长按

6、描述中提到的方式计算。 对于大斑块，即 aj>100像素时，最小周长渐进 于面积大小为 ajFRAGSTATS以前的版本就用 这大板块近似计算形状指数。因此，结果与以前版本运算不同，尽管仅当包括非常小的斑块时， 差异才有效。3. Core area metricsCore Area （核心面积）CORE = a.；1勺 I 10,QC命耳-基于特定边缘深度的斑块ij的核心面积描述CORE等于斑块内远于特定边缘深度 距离的面积，然后除以 10，000（目的是把单位转化为公顷）。如果不存在景 观边界，沿着景观边界的边长部分被看 成背景，在这种情况下，边界信息明确 指疋边界边长类型。单位公顷取

7、值范围COREO;无上界当斑块内每一位置是在特定的边缘深 度距离之内（从斑块边缘起算）时，CORE=0。随着边缘深度距离降低和形 状被简化，CORE接近于AREA （斑块 真实面积）。注释核心面积表示大于特疋边缘深度距离 的斑块面积。值得注意的是，一个单独 的边缘深度距离用于所有边；或者用户可以特定一边缘深度文件，该文件为每 一对类型的斑块提供一特疋的距离。Average Depth Index (平均深度指数)ADEPTH = iMAT新# Cdlsize) - (CeUsizc)描述ADEPTH等于MAT模板的平均值乘以象元 大小后再减去象兀大小。减法的目的是为了 把最小值调到0 （当仅有

8、一个象元时，MAT的平均值是1）。单位米取值范围ADEPTH>0，无上限当仅有一个象元宽度的线性斑块时， ADEPTH=0。此时，斑块内每一象元将是边 界，因此斑块将无深度。 ADEPTH随着斑 块面积的增大和形状上越趋向于欧几里德 而增大。注释Average depth index （平均深度指数） （Gustafs on and Parker 1992）基于斑块的平均坐 标轴转换。该指数是基于给疋面积的线性斑块 的MAT模板比拥有同等面积的正方形斑块更 接近于边缘（因此有更小的平均距离）。计算 该指数采用绝对距离（米）而非象兀数以便直 接给出解释性值。该指数表示到斑块核心的平 均深度

9、，因此，对斑块大小和形状是敏感的。 保持形状不变，斑块越大，MAT的平均深度越大。同样，保持面积面积不变，形状越紧凑 和越接近欧几里德型，MAT的平均深度越大。4. Isolation/proximity metricsProximity Index （相似度指数）PROX ="a-£送ajs=在斑块ij特定邻域内斑块ijs的面 积（m2）.hijs=斑块jis和斑块jis之间的距离。该 距离基于斑块边对边距离，象兀中心 到象兀中心的距离。描述PROX是斑块面积之和除以斑块与相 关斑块的核心斑块间最近边对边距离 的平方，相关斑块是指边长在核心斑 块的指定距离之内的斑块。值得

10、注意 的是，当搜索缓冲区超过景观边界时， 仅计算包含在景观内的边界。除此之 外，边对边距离是象兀中心到象兀中 心的距离。单位无取值范围PROX > 0.如果一个斑块在给定搜索半径内没有相 冋斑块类型的邻域。PROX随着邻域内 越来越多的同类斑块在分布上变得越来 越紧凑时变得越大。PROX的上限受搜 索半径和斑块间的最小距离影响。注释Gustafson and Parker (1992)发展相似度指数，并且考虑了斑块大小和所有 给定搜索半径内斑块的相似度。注意 到FRAGSTATS利用核心斑块与搜索 半径内另一板块的距离，相似于Whitcomb et al. (1981)的独立指数，而 不

11、是搜索半径内每一斑块的最近邻域 距离(那可能是与非核心斑块的距 离)。该指数是无量纲的(即无单位)， 因此该指数的绝对值几乎无解释意 义；但是它被用作比较指数。5. Contrast metrics边长对比指数 Edge Contrast Index:Lr %)ECON -上珂(100)Pjk =斑块ij连接到斑块类的边 长。dik=斑块类i和k的边长对比权 重。Pij=斑块ij的周长。描述ECON等于斑块周长部分长度乘 以相关的对比权重的总和除以斑块总周长，然后再乘以 100以转 换到百分数。如果景观边界不存 在的话，沿着景观边界的边长部 分看成背景（此已被定义在边长 对比权重文件中），此情

12、况下，边 界信息明确定义边界边长类型。单位百分数范围0 < ECON < 100如果景观仅有一个斑块或景观边 界包括所有背景（即无边界）或 权重为0时，ECON=0 ;还有， 构成斑块周长的所有边长与之相 邻的斑块的权重在边长对比权重 文件中指定为0.当整个斑块周长 被赋予最大权重d=1.当斑块周长 的部分边长被赋予权重 d< 1时， ECONV100.注释边长对比指数基于所有边长非等 价的观念，为此定义了边长对比 权重。该指数沿着斑块周长测量 了对比量。对比权重边长密度 Contrast-Weighted Edge Density以it® CWED 二 bl(10

13、,000)eik =斑块类i和斑块类j之间边长 的总长度。dik=斑块类i和k的边长对比权 重。A=总景观面积（m2）描述CWED等于斑块与之对应斑块的 每一边长乘以相关的对比权重的 总和除以景观总面积，然后再乘 以10000以把单位转换到公顷。 如果景观边界不存在的话，沿着 景观边界的边长部分看成背景（此已被定义在边长对比权重文 件中），此情况下，边界信息明确 疋义边界边长类型。值得注意的 是，总景观面积包括所有存在的 内背景。单位m/ha取值范围CWED > 0,无上界当景观中无类间边长时，CWED=0 ;即当整个景观和景观 边界包含对应斑块类型和用户定义背景边长的权重 d=0 o

14、CWED 随着景观中类间边长数增加和 /或 边长权重接近于1而增大注释对比权重边长密度（Contrast-WeightedEdgeDensity ）把边长标准化到单位面 积基准，从而使得不同大小景观 方便比较。6. Contagion/interspersion metrics同类相邻比例 Percentage of Like AdjacenciesPL AD J = 1()00)1 Estt)gii =基于双数方法，斑块类i同 类相邻的象元数。gik=基于双数方法，斑块类 i和 斑块类k相邻的象元数。描述PLADJ等于目标类同类相邻的 象元数除以与目标类相邻的象 元总数（包括目标类本身） 后

15、再 乘以100已转化成百分数。换句 话说，PLADJ是栅格间（包括 同类斑块间）相邻的百分数。所 有背景边长也被包括在邻接象元总和中（目标类象元数包括在 内）。用双数法记录象元邻接数， 该方法保存象兀记录顺序，起码 内邻接是如此（即在景观内部的 象元）。如果存在景观边界，景 观边界的邻接数仅被记录 次， 背景处的邻接处也是如此。单位百分数取值范围0 < PLADJ < 100当对应斑块类最大分散 （即，每 一栅格代表不同斑块） 且无同类 相邻时，PLADJ=0。此情况发生 在当类被细分到栅格层次时。值 得注意的是，仅当目标类占整个 景观的比例（pi） 0.5时，上述 条件才能实现。

16、当 Pi = 0.5时, 当类分布呈完美方格时，此条件 才能实现。当Pi > 0.5时,方格存 在同类相邻。PLADJ随着同类 相邻象元数比例的增加而增加。当景观仅包含一个斑块和仅同 类斑块相邻和整个景观边界由同类组成时，PLADJ=100.如果景观仅有一个斑块组成但不包 含一个边界，由于存在背景边 长，PLAND将小于100。最后， 如果一个类仅包含单个栅格时，PLADJ 在 basename .类文件 中被定义成“ N/A ”。注释同类相邻比例利用邻接矩阵计 算，邻接矩阵中给出了不同对斑 块类（包括同类相邻数）的频率。 此指数测量目标斑块类的聚集 程度。因此，该指数是对特定类 聚集度

17、的测量。如果斑块类最大 分散，不管目标类在景观中占多 大比例，该指数总是最小的；如 果斑块类最大聚集，该指数将是 最大的。然而该指数不能解释同 类相邻比例随机分布等于 pi的 情况。如果同类相邻比例小于 pi，斑块类比期待值更分散；反 之，如果同类相邻比例大于 pi， 斑块类聚集分布。值得注意的是，该指数仅测量空间分布， 并 不能测量散布，因此，该指数能 在和pi联合解释的情况下，测 量目标类的破碎度散布与并列指标 Interspersion and Juxtaposition Indexui -1i&LD.Lim工 %» eitk-l 丿-)=C1001eik=与类型为k的

18、斑块相邻 的斑块的边长（m ）。m=景观中存在的斑块类数 （包括景观边界处）。描述IJI等于与某斑块类型i相邻 的各斑块类型的邻接边长 除以拼块i的总边长再乘以 该值的自然对数之后的和 的负值，除以拼块类型数减 1的自然对数，最后乘以100 是为了转化为百分比的形 式。换句话说，它是在给定 斑块类型数条件下与最大 可能散布相对比的观测性 散布。注意到，IJI考虑了包 括景观边内的所有斑块类，包括 直存在的景观边界 在内。忽略所有的背景边 长，如果没有提供外边界 时，同时忽略景观边界，这 是因为这些边长邻接度信 息不可靠，并且目标类与背 景的内混合假定是非相关 的。单位百分数取值范围0 V IJ

19、I < 100当对应斑块类仅邻接到一 个另一斑块和斑块数增加 时，IJI接近0.当对应斑块与 其他所有斑块都同等邻接 时（即最大散布和并列到其 他斑块）。如果斑块类数小 于3，则IJI未定义并在“ basename” .class 文件中 记为“ N/A ”注释散布与并列指标指数基于 斑块邻接度，而非在蔓延度指数中的栅格邻接度。该指数并没有似蔓延度指数那 样测量类聚集度但是独立 出来散布或斑块内的混合。7. Connectivity metrics连接度指数 Connectance Index1CONNECT -出(100)Cjk=斑块类i中斑块j与斑 块k在用户给定阈值距离 内的连接值

20、（连接为1,不 连接为0）.ni=景观中斑块类i的斑块 数描述连接度等于指定斑块类中 所有斑块间的连接数（Cijk 的总和。如果斑块j与斑块 k互相不在给定距离内 Cjk=O，否则，Cijk=1），除 以指定斑块类所有斑块所 有可能的连接总数，再乘以 100已转化到百分数。单位百分数范围0 < CONNECT < 100当目标类仅有一个斑块组 成或其内无斑块相连接（即 无斑块在用户指定的阈值 距离之内）时，CONNECT=0。当目标类的每一斑块 都互相连接时，CONNECT=100.注释基于指定斑块类中所有斑 块间的连接数定义了连接 度，每对斑块要么连接，要 么不在用户指定阈值距离 内。连接度指数记录了给定 斑块数下的最大可能连接 的百分数。值得注意的是， 连接度可能基于欧几里德 距离或功能距离，但还无法 实现