完整word版)较全的景观指数公式

1、景观指数1 ）斑块类型指数 斑块所占景观面积的比例（ PLAND ）n aijPLAND Pi j 1 iA式中：aij 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。 斑块密度（ PD）nPN i 10000 100A式中： ni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

2、积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。 周长面积分维数（ PAFRAC ）PAFRAC2nniln pi2jj1nnijln pij ln aij式中： aij 斑块 ij 的面积； pij 斑块 ij 的周长； ni 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。 斑块聚合度（ AI ）AIgii（100）max g ii式中： gii 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

3、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 香农多样性指数（ SHDI ）mSHDIpi ln pii1式中：i 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 S

4、HDI 值也就越 高。 蔓延度（ CONTAG ）00CONTAG式中： pi i 类型斑块所占的面积百分比； gik 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。,包含了空间信息。 CONTAGCONTAG 可描述景观里斑块类型的团聚程度或延展趋势反之， 则表明景观是具有多种要素的较大， 表明景观中的优势斑块类型形成了良好的连接；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。 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

5、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：CiNiAi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。DijViDAiijjij面积指数。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 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。LWii ； Ni l /Wi Si i i

6、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

7、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。二景观指数英文及简称索引最近整理的 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/PerimeterAREA(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、%) 02.Isolation/ProximityLSIM Landscape Similarity Index斑块相似系数 斑块% 3.Are

8、a/Density/EdgeCA Total Class Area斑块类型面积 类型 ha0 PLAND(%LAND) Percentage of Landscape 斑块所占景观面积比例 类型 % 0,100TA Total Landscape Area景观面积 景观 ha0LPILargest 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/EdgeNP Number of Patches斑块数量 类型/景观 n 1 PD Patch Density斑块密度 类型/景观 n/100ha AREA（MN 、AM 、MD 、RA、SD

9、、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， %，%）GYRA（同上） Radius of Gyration回转半径 类型/景观 m三、边缘指标1. Area/Perimeter PERIM（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 GYR

10、A（ 同上 ） Radius of Gyration 回转半径斑块 m2. Contrast EDCON（ 同上 ） Edge Contrast Index 边缘对比度斑块 %3. Area/Density/Edge TE Total Edge总边缘长度类型 /景观 m ED Edge Density 边缘密度类型 /景观 m/ha4. Contrast CWED Contrast-Weighted Edge Density 对比度加权边缘密度类型/景观m/ha TECI Total Edge Contrast Index 总边缘对比度类型 /景观 % ECI（MN 、AM 、MD 、RA 、

11、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 PARA（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 SHAPE（同上 ） Shape Index形状指标斑块无 FRACT（

12、 同上 ） Fractal Dimension Index 分维数斑块无 1,2 CRICLE（ 同上 ） Related Circumscribing Circle 相关外接圆斑块无 CONTIG（ 同上） Contiguity Index 聚集指数斑块无2. Area/Density/Edge LSI Landscape Shape Index景观形状指数类型 /景观无 NLSI Normalize LSI 标准化景观形状指数类型无3.Shape PAFRAC Perimeter Area Fractal DImension 边缘面积分维类型 / 景观无 PARA（MN 、AM 、MD、R

13、A、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 SHAPE（ 同上 ）（MSI 、 AWMSI） Shape Index（Mean Shape Index、 Area-Weighted MeanShape 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 FRAC（ 同 上 ）（MPFD 、 AWMPFD） Fractal Dimension Index（Mean Patch Fractal Dimension 、Area-Weighted Patch Fractal Dimensi

14、on） 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 CRICLE（ 同上） Related Circumscribing Circle 相关外接圆类型 /景观无 DLFD Double Log Fractal Dimension 双对数分维数类型 /景观无五、核心面积指标1. Core Area Core（CSD、CPS/LSD、LPS）Core Area核心斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）斑块 ha NCORE（ 同上 ） Number of Core Area 核心斑块数量斑块 n 1 CAI（ 同上） Core Area Inde

15、x核心斑块面积比指标斑块%2. Core Area TCA Total Core Area 核心斑块总面积类型 /景观 ha CPLAND（C%LAND） Core Area Percentage of Landscape 核心斑块占景观面积比 类型 % NDCA Number of Disjunct Core Area 独立核心斑块数量类型 / 景观 n DCAD Disjunct Core Area Density 独立核心斑块密度类型 /景观 n/100ha CORE（MN 、AM 、MD 、RA 、SD、CV）（MCA1 、CASD1 、CACV1） Core Area（Mean Co

16、re Area 、Core Area Standard Deviation 、Core Area Coefficient of Variation） 核心斑块面积 （平 均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差） （平均核心斑块面积、核心斑块面积 方差、核心斑块面积均方差）类型/景观 ha（ha,ha,%） DCA（ 同上）（MCA2 、CASD2 、 CACV2） Disjunct Core Area 独立核心斑块面积（平 均独立核心斑块面积、独立核心斑块面积方差、独立核心面积均方差）类型/景观ha（ha,ha,%） CAI（ 同上 ）（MCAI） Core Area Index（Me

17、an Core Area Index） 核心斑块指标（平均核 心斑块指标）类型 /景观 %六、邻近度指标1.Isolation/ProximityPROXIM（CSD 、CPS/LSD、LPS）Proximity Index 邻近度（类型水平方差、百分比 /景观水平方差、百分比）斑块无 SIMI（ 同上 ） Similarity Index 相似度斑块无 ENN（ 同上 ） Euclidean Nearest Neighbor Index 欧几里得最邻近距离斑块m2.Isolation/ProximityPROXIM（MN 、AM 、MD 、RA、SD、CV）（MPI） Proximity I

18、ndex（Mean Proximity Index） 邻近度（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差） （平均邻近度指标） 类型 /景观 %（%） 0 SIMI（ 同上 ） Similarity Index 相似度类型 /景观无 ENN（ 同上 ）（MNN 、 NNSD 、 NNCV） Euclidean Nearest Neighbor Index（Mean Euclidean Nearest-Neighbor Index 、 Euclidean Nearest-Neighbor Index Standard Deviation 、 Euclidean Nearest-Neighb

19、or Index Coefficient of Variation） 欧几里得最邻近距离（平均最近距离、最 邻近距离方差、最邻近距离标准差）类型/景观 m（m,m,%） 0七、多样性1.DiversityPR Patch Richness斑块多度(景观丰度)景观n 1PRD Patch Richness Density斑块多度密度景观 n/100ha RPR Relative Patch Richness相对斑块多度景观 % SHDI Shannons Diversity Index 香农多样性指标景观无 SIDI Simpsons Diversity Index Simpson 多样性指标景

20、观无 MSHDI Modified Simpsons Diversity Index 修正 Simpson 多样性指标景观 无 SHEI Shannons Evenness Index香农均匀度指标景观无0,1 SIEI Simpsons Evenness Index Simpson 均匀度指标景观无 MSIEI Modified Simpsons Evenness Index 修正 Simpson 均匀度指标景观 无八、聚散性1.Contagion/Interspersion CLUMPY Clumpiness丛生度类型 % PLADJ Proportion of Like Adjacenc

21、y 相似毗邻百分比类型/ 景观 %(0,100 AI Aggregation Index 聚集度指数类型 / 景观 % ( 0,100 IJI Interspersion Juxtaposition Index 散布于并列指数类型 /景观 % ( 0,100 DIVISION Landscape Division Index 景观分割度类型 /景观 % ( 0,100 SPLIT Splitting Index 分离度指数类型 /景观 % ( 0,100 MESH Effective Mesh Size 有效粒度尺寸景观 % (0,1002.ConnectivityCOHESION Patch

22、 Cohesion Index 斑块结合度类型 /景观 % (0,100CONNECT Connectance Index连接性指数类型 /景观 % (0,1003. Contagion/InterspersionCONTAG Contagion Index 蔓延度指数景观 % (0,100 (注：以上仅为参考，具体仍需查阅专业文献)三各种景观指数的生态学含义1.拼块类型面积（ CA ），单位： ha，范围： CA0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

23、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拼块作为聚居地（ 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， 一个拼块中能量 和矿物养分的总量与其面积成正比； 为了理解和管理景观， 我们往往需要了解拼块的面积大 小，如所需要的拼块最小面积和最佳面积是极其重要的两个数据。2.景观面积（ TA ），单位： ha，范围： TA0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

24、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。3. 拼块所占景观面积的比例（ %LAND ），单位：百分比，范围： 0%LAND 100 公式描述： %LAND 等于某一拼块类型的总面积占整个景观面积的百分比。其值趋于0 时，说明景观中此拼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拼块组成。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拼块类型占整

25、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。4. 斑块个数（ NP），单位：无，范围： NP 1 公式描述： NP 在类型级别上等于景观中某一拼块类型的斑块总个数；在景观级别上等于景 观中所有的斑块总数。生态意义： NP 反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景 观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是 NP 大，破碎度高； NP 小，破碎度低。 NP 对 许多生态过程都有影响， 如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征； 改变物种 间

26、相互作用和协同共生的稳定性。而且， NP 对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响， 如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。5. 最大斑块所占景观面积的比例（ LPI ），单位：百分比，范围： 00公式描述： MPS 在斑块级别上等于某一斑块类型的总面积除以该类型的斑块数目；在景观 级别上等于景观总面积除以各个类型的斑块总数。生态意义： MPS 代表一种平均状况，在景观结构分析中反映两方面的意义：景观中 MPS 值 的分布区间对图像或地图的范围以及对景观中最小拼块粒径的选取有制约作用；另一方面 MPS 可以指征景观的破碎程度， 如我们认为在景观级别上一个具有

27、较小 MPS 值的景观比一 个具有较大 MPS 值的景观更破碎， 同样在拼块级别上， 一个具有较小 MPS 值的拼块类型比 一个具有较大 MPS 值的拼块类型更破碎。 研究发现 MPS 值的变化能反馈更丰富的景观生态 信息，它是反映景观异质性的关键。7. 面积加权的平均形状因子（ AWMSI ），单位：无，范围： AWMSI 1 公式描述： AWMSI 在斑块级别上等于某斑块类型中各个斑块的周长与面积比乘以各自的面 积权重之后的和； 在景观级别上等于各斑块类型的平均形状因子乘以类型斑块面积占景观面 积的权重之后的和。其中系数 0.25 是由栅格的基本形状为正方形的定义确定的。公式表明 面积大的

28、斑块比面积小的斑块具有更大的权重。 当 AWMSI=1 时说明所有的斑块形状为最简 单的方形 （采用矢量版本的公式时为圆形） ；当 AWMSI 值增大时说明斑块形状变得更复杂， 更不规则。生态意义： AWMSI 是度量景观空间格局复杂性的重要指标之一，并对许多生态过程都有影 响。如拼块的形状影响动物的迁移、 觅食等活动， 影响植物的种植与生产效率；对于自然拼 块或自然景观的形状分析还有另一个很显著的生态意义，即常说的边缘效应。8. 面积加权的平均斑块分形指数（ AWMPFD ），单位：无，范围： 1AWMPFD 2 公式描述： AWMPFD 的公式形式与 AWMSI 相似，不同的是其运用了分维

29、理论来测量斑块 和景观的空间形状复杂性。 AWMPFD=1 代表形状最简单的正方形或圆形， AWMPFD=2 代 表周长最复杂的斑块类型，通常其值的可能上限为1.5。生态意义： AWMPFD 是反映景观格局总体特征的重要指标，它在一定程度上也反映了人类 活动对景观格局的影响。 一般来说， 受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高， 而受人类 活动影响大的人为景观的分数维值低。 应该指出的是， 尽管分数维指标被越来越多地运用于 景观生态学的研究， 但由于该指标的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率， 因而我们 在利用 AWMPFD 指标来分析景观结构及其功能时要更为审慎。9. 平均最近距离（ M

30、NN ），单位： m，范围： MNN0公式描述：MNN 在斑块级别上等于从斑块 ijs 到同类型的斑块的最近距离之和除以具有最近 距离的斑块总数； MNN 在景观级别上等于所有类型在斑块级别上的 MNN 之和除以景观中 具有最近距离的斑块总数。生态意义： MNN 度量景观的空间格局。一般来说 MNN 值大，反映出同类型斑块间相隔距 离远，分布较离散；反之，说明同类型斑块间相距近，呈团聚分布。另外，斑块间距离的远 近对干扰很有影响，如距离近，相互间容易发生干扰；而距离远，相互干扰就少。但景观级 别上的 MNN 在斑块类型较少时应慎用。10. 平均邻近指数（ MPI ），单位：无，范围： MPI

31、0 公式描述：给定搜索半径后， MPI 在斑块级别上等于斑块 ijs 的面积除以其到同类型斑块的 最近距离的平方之和除以此类型的斑块总数； MPI 在景观级别上等于所有斑块的平均邻近指 数。 MPI=0 时说明在给定搜索半径内没有相同类型的两个斑块出现。 MPI 的上限是由搜索 半径和斑块间最小距离决定的。生态意义： MPI 能够度量同类型斑块间的邻近程度以及景观的破碎度，如 MPI 值小，表明 同类型拼块间离散程度高或景观破碎程度高； MPI 值大， 表明同类型斑块间邻近度高， 景观 连接性好。研究证明 MPI 对拼块间生物种迁徙或其它生态过程进展的顺利程度都有十分重 要的影响。11. 景观

32、丰度（ PR），单位：无，范围： PR1公式描述： PR 等于景观中所有斑块类型的总数。生态意义： PR 是反映景观组分以及空间异质性的关键指标之一，并对许多生态过程产生影 响。研究发现景观丰度与物种丰度之间存在很好的正相关， 特别是对于那些生存需要多种生 境条件的生物来说 PR 就显得尤其重要。12. 香农多样性指数（ SHDI ），单位：无，范围： SHDI 0公式描述： SHDI 在景观级别上等于各斑块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负 值。 SHDI=0 表明整个景观仅由一个拼块组成； SHDI 增大，说明拼块类型增加或各拼块类 型在景观中呈均衡化趋势分布。生态意义： SHDI

33、 是一种基于信息理论的测量指数，在生态学中应用很广泛。该指标能反映 景观异质性， 特别对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感， 即强调稀有拼块类型对信 息的贡献， 这也是与其它多样性指数不同之处。 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，其不定性的信息含量也越大，计算出的 SHDI 值也就越高。景观生态 学中的多样性与生态学中的物种多样性有紧密的联系， 但并不是简单的正比关系， 研究发现 在一景观中二者的关系一般呈正态分布。13. 香农均度指数（ SHEI），单位：无，范围： 0SHEI 1公式描述： SHEI 等于香农多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性（各拼块类型 均等分布）。 SHEI=0 表明景观仅由一种拼块组成，无多样性； SHEI=1 表明各拼块类型均匀 分布，有最大多样性。生态意义： SHEI 与 SHDI 指数一样也是我们比较不同景观或同一景观不同时期多样性变化 的一个有力手段。