景观生态第10章

1、 第十章景观生态学数量方法景观格局指数1.1多样性指数(diversityindex)(1)丰富度指数(richnessindex)R=mrmmax式中：R表示相对丰富度，m为景观中斑块类型数目，m为景观中斑块类型数rmax的最大值。2)Shannon-Wiener指数H=-工Pln(P)kkk=1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。k3)Simpson指数H=1-工P2kk=1式中，各符号含义与(2)式相同。1.2均匀度指数(evennessindex)H-Pln(P)HkkE=k=1Hln(n)max式中，H是Shennon多样性指数，H是其最大值，当E趋近

2、于1时，景观斑块max分布的均匀程度最高。1.3优势度指数(dominanceindex)D=H+Pln(P)maxkkk=1式中，H是多样性指数的最大值，Pk是斑块类型k在景观中出现的频率，n是maxk景观中斑块类型的总数。较大的D值对应于一个或少数几个斑块类型占主导地位的景观。1.4聚集度指数(contagenindex)C=C+席npln（P）maxijiji=1j=1式中，C为聚集度指数的最大值2加（n）,n是景观中斑块类型的总数，P.是斑maxij块类型i与j相邻的频率。P=EE/Nijijb式中，EE为相邻斑块i和j之间共同边界长度；N是景观中不同斑块间边界的ijb总长度。实际上，

3、P可视作两斑块相邻概率的估计值。ij景观格局模型空间自相关系数空间自相关计算公式如下：n为为w（x一x）（x一x）ijijI=i=1j=1（为为w）为（x一x）2i=1j=1i=1式中，x.和x.分别是变量X在相邻配对空间单元的取值；x为变量取值的平均值；ijw.为相邻权重（相邻w.=l,不相邻w.=0）；n为空间单元数。ijijijI系数与统计学中的相关系数类似，取值从-1到1。当I0，表示空间取值为正相关，当1=0时，表示不相关。聚块方差分析随着聚块（block）所包含的基本样方数从1，2，4，8,.指数级增加，聚块方差随之改变，从而了解斑块随尺度变化的一般规律。假定在一样带上连续分布着n

4、个样方，变量fx）在每个样方上的取值为兀.，让聚块逐渐增大，如下图所示。聚块方差分析的最终目的是确定聚块大小对方差的影响。x1X2X3X4Xn-2Xn-1xn图1.聚块包含1个样方图2.聚块包含2个样方上述两种聚块的方差计算如下。11S(1)二5(xx)2nii+1i=113S(2)=53(x+x)(x+x)2TOC o 1-5 h znii+1i+2i+3i=12.3半方差分析方差的定义为：Z(x)=-5(Z(x)R)2ni=1i半方差的定义：g(h)=1N5h)(Z(x)-Z(x+h)22N(h)i=1ii式中，x.为样本取值，为样本平均数；Z(x.)和Z(x.+h丿分别是变量X.和X.+

5、h点iiiii的取值。N(h)为分离距离为h时的样本对总数。以半方差g(h丿为纵坐标，抽样间距h为横坐标，可绘出半方差图如下。间隔距离(h)块金方差为小于最小抽样距离时的空间异质性和测量误差的反映。当样对间距趋于零时，块金方差应为零，即完全自相关。CJ(C+C0)是分析空间相关的一个重要指标。结构方差表示变量随空间距离变化，其自相关特征发生变化的关系。自相关阈值表示某一变量在空间上自相关的范围，超过自相关阈值，该变量不再有自相关特征。实际应用中，常常用数学模型模拟所得的半方差图，得出数学模型。如：g(h)=Co+C1_e_h/a常见的半方差图有下列几种：BCA表示斑块间边界明显，变化距离较有规律，半方差随抽样间距的增加而线性增加。其自相关阈值反映了斑块的平均大小。B表示半方差随抽样间距的增加而呈指数增加，逐渐达到基台值，空间异质性变化不具有规则。C表示半方差随抽样间距的增加而陡然增加，迅速达到基台值，空间异质性明显D所有研究变量无空间相关性，此时块金方差等于基台值。2.4趋势面分析趋势面分析最常用的方法