部分景观指数生态意义

1、 1 Area/density/edge metricsl Radius of Gyrationhijr=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

2、生不同的结果。Percentage of Landscapepi=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，PLAND=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

3、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 RatioPij= 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 In

4、dex）Pij=由栅格表层数目决定的斑块ij的周长。minPij=由栅格表层数目决定的斑块ij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aij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aij，m=aij-n2，斑块ij的最小周长将采用以下三种形式的一个(Milne 1991, Bogaert et al. 2000)：Min-pii=4n，当m=0,Min-pii=4n+2，当n2 < aij n(1+n)Min-pii=4n+4，当aij > n(1

5、+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，最小周长按描述中提到的方式计算。对于大斑块，即aij>100像素时，最小周长渐进于面积大小为aijFRAGSTATS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

6、 metricsCore Area（核心面积）aijc=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，边界信息明确指定边界边长类型。单位公顷取值范围CORE0；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定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

7、，该文件为每一对类型的斑块提供一特定的距离。Average Depth Index（平均深度指数）描述ADEPTH等于MAT模板的平均值乘以象元大小后再减去象元大小。减法的目的是为了把最小值调到0（当仅有一个象元时，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）(Gustafson and Parker 1992)基于斑块的平均坐标轴转换。该指数是基于给定面

8、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）而非象元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，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）aijs=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，象元中心到象元中心的距离。描述PROX

9、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，边对边距离是象元中心到象元中心的距离。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同斑块类型的邻域。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

10、内另一板块的距离，相似于Whitcomb et al. (1981)的独立指数，而不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 IndexPijk=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

11、权重文件中），此情况下，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，ECON<100.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 Densityeik =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

12、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，边界信息明确定义边界边长类型。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。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-Weighted Ed

13、ge Density）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 Adjacenciesgii =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，该方法保存象元记录

14、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一次，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。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

15、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

16、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 Indexeik=与类型为k的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，包括一直存在的景观边界在内。忽略所有的

17、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 < IJI 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Connect

18、ance IndexCijk=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（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Cijk=0，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