fragstats景观格局指数归纳

1、fragstats景观格局指数归纳FRAGSTATS 提供的景观指标英文应用单指标名称英文全称缩写尺度位斑块面积斑块AreahaAREAha面LSIM斑块相似系数斑块Landscape similarity index%CA斑块类型面积类型Class areaha积指 %LAND斑块所占景观面积比例类型Percent of landscape%标 TA景观面积类型 /景观Total landscape areaha最大斑块占景观面积比LPI例类型 /景观Largest patch index%密NP斑块数量类型 /景观Number of patches#PD斑块密度类型 /景观Patch de

2、nsity#/100ha度MPS斑块平均大小类型 /景观Mean patch sizeha大 PSSD斑块面积方差类型 /景观Patch size standard deviationha小及PSCV斑块面积均方差类型 /景观Patch size coefficient of variation%差异PERIM斑块周长斑块Perimeterm边 EDCON边缘对比度斑块Edge contrast index%TE总边缘长度类型 /景观Total edgem缘 ED边缘密度类型 /景观Edge densitym/haCWED对比度加权边缘密度类型 /景观Contrast-weighted edg

3、e densitym/ha指 TECI总边缘对比度类型 /景观Total edge contrast index%MECI平均边缘对比度类型 /景观Mean edge contrast index%标面积加权平均边缘对比Area-weighted mean edge contrastAWMECI类型 /景观%度indexSHAPE形状指标斑块Shape index形 FRACT分维数斑块Fractal dimensionLSI景观形状指标类型 /景观Landscape shape index状 MSI平均形状类型 /景观Mean shape indexAWMSI面积加权的平均形状指类型 /景观

4、Area-weighted mean shape index标DLFDMPFDAWMPFDCORE双对数分维数 平均斑块分维数 面积加权的平均斑块分 形指标核心斑块面积类型 /景观类型 /景观类型 /景观斑块Double log fractal dimension Mean patch fractal dimension Area-weighted mean patch fractaldimensionCore areahaNCORE核心斑块数量斑块Number of core areas#CAI核心斑块面积比指标斑块Core area index%C%LAND核心斑块占景观面积比类型Core

5、 area percent of landscape%TCA核心斑块总面积类型 /景观Total core areahaNCA核心斑块数量类型 /景观Number of core areas#CAD核心斑块密度类型 /景观Core area density#/100haMCA1平均核心斑块面积类型 /景观Mean core area per patchhaCASD1核心斑块面积方差类型 /景观Patch core area standard deviationhaCACV1核心斑块面积均方差类型 /景观Patch core area coefficient of variation%MCA2独

6、立核心斑块平均面积类型 /景观Mean area per disjunct corehaCASD2核心斑块面积方差类型 /景观Disjunct core area standard deviationhaCACV2核心斑块面积均方差类型 /景观Disjunct core area coefficient of variation%TCAI总核心斑块指标类型 /景观Total core area index%MCAI平均核心斑块指标类型 /景观Mean core area index%NEAR最邻近距离斑块Nearest-nei*or distancemPROXIM邻近指标斑块Proximity

7、 indexMNN平均最近距离类型 /景观Mean nearest nei*or distancemNNSD最邻近距离方差类型 /景观Nearest-nei*or standard deviationmNNCV最邻近距离标准差类型 /景观Nearest-nei*or coefficient of variationMPI平均邻近度指标类型 /景观Mean proximity index%SHDI香农多样性指标景观Shannon's diversity indexSIDISimpson 多样性指标景观Simpson' s diversity indexMSIDI修正 Simpso

8、n 多样性指 标景观Modified Simpson 's diversity indexPR斑块多度（景观丰度）景观Patch richness#PRD斑块多度密度景观Patch richness density#/100haRPR相对斑块多度景观Relative patch richness%SHEI香农均匀度指标景观Shannon's evenness indexSIEISimpson 均匀度指标 景观 Simpson' s evenness index标 修正 Simpson 均匀度指MSIEI 景观 Modified Simpson 's evenne

9、ss index标IJJ 散布与并列指标类型 /景观 Interspersion and Juxtaposition index %聚散 CONTAG 蔓延度指标 景观 Contagion index % 性斑块类型面积（ 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

10、 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

11、， 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（

12、 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。斑块个数（ NP），单位：无，范围： NP>=1 NP = n （2-4）公式描述： NP 在类型级别上等于景观中某一斑 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； 改变物种间相互作用和协 同共生的

13、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， 如某类斑块数目多且 比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾 等）有抑制作用。最大斑块所占景观面积的比例 （LPI ），单位：百 分比，范围： 0<LPI<=100（2-5） 公式描述： LPI 等于某一斑块类型中的最大斑块 占据整个景观面积的比例。生态意义：有助于确定景观的模地或优势类型 等。其值的大小决定着景观中的优势种、 内部种 的丰度等生态特征； 其值的变化可以改变干扰的 强度和频率，反映人类活动的方向和强弱。 斑块平均大小 （MPS），单位：ha，范围：MPS>0 （2-6）公式描述： MPS 在斑

14、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 小斑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，同样在斑块级别上， 一个具有较小 MPS 值的斑块类型比一个具有较 大 MPS 值的斑块类型更破碎。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

15、。面积加权的平均形状因子 （AWMSI ），单位：无， 范围： AWMSI>=1（2-7）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 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

16、杂性 的重要指标之一，并对许多生态过程都有影响。 如斑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； 对于自然斑块或自 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。 面积加权的平均斑块分形指数 （AWMPFD ），单 位：无，范围： 1<=AWMPFD<=2（2-8） 公式描述： AWMPFD 的公式形式与 AWMSI 相 似，不同的是其运用了分维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

17、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。平均最近距离（ MNN ），单位：m，范围：MNN>0 （2-9）公式描述： MNN 在斑块级别上等于从斑块 ij 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

18、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。平均邻近指数（MPI ），单位：无，范围：MPI>=0 （2-10）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

19、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 类型斑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 对斑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。 景观丰度（ PR），单位：无，范围： PR>=1 （2-11） 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

20、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。 香农多样性指数（ SHDI ），单位：无，范围： SHDI>=0（2-12） 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斑块组成； SHDI 增大，说明斑块类型增加或各斑块类型在景观中 呈均衡化趋势分布。生态意义： SHDI 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，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状

21、 况较为敏感，即强调稀有斑块类型对信息的贡 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。香农均度指数（ SHEI ），单位：无，范围： 0<=SHEI<=1（2-13） 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

22、样性 （各斑块类型均等 分布）。 SHEI=0 表明景观仅由一种斑块组成， 无多样性； SHEI=1 表明各斑块类型均匀分布， 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。而且， SHEI 与优势度指标 （ Dominance ） 之 间 可 以 相 互 转 换 （ 即 evenness=1-dominance）,即 SHEI 值较小时优势 度一般较高，可以反映出景观受到一种或少数几 种优势斑块类型所支配； SHEI 趋近 1 时优势度 低，说明景观中没有明显的优势类型且各斑块类 型在景观中均匀分布。散布与并列指数（ IJI ），单位：百分比，范围：0<IJI<=100（2-14） 公式描述： IJI 在斑块类型级别上等于与某斑块 类型 i 相邻的各斑块类型的邻接边长除以斑块 i 的总边长再乘以该值的自然对数之后的和的负 值，除以斑块类型数减 1的自然对数， 最后乘以 100 是为了转化为百分比的形式； IJI 在景观级 别上计算各个斑块类型间的总体散布与并列状 况。 IJI 取值小