景觀格局研究綜述課件

1、景觀格局研究綜述匯報人：學(xué)號：指導(dǎo)老師：匯報提綱1 景觀格局概念2 景觀格局發(fā)展綜述3 景觀格局的研究內(nèi)容綜述4 景觀格局的研究方法綜述5 評述1 景觀格局概念景觀是在氣候、地貌、土壤、植被、水文、生物等自然因素及人為干擾作用下形成的有機(jī)體。景觀格局通常是指景觀的空間結(jié)構(gòu)特征，具體是指由自然或人為形成的一系列大小、形狀各異，排列不同的景觀鑲嵌體在景觀空間的排列，它既是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn)，同時又是包括干擾在內(nèi)的各種生態(tài)過程在不同尺度上的作用的結(jié)果。它是在多種驅(qū)動力的綜合作用下形成的，反映了人類活動對景觀作用的范圍、強(qiáng)度和頻率，同時也影響著生態(tài)系統(tǒng)的格局和過程(Redman，1999)。 學(xué)者F

2、orman提出自己的看法，認(rèn)為有自然、耕地、城郊、城市以及管理五大類景觀(Forman, 1986)。其中，城市景觀和其他幾類景觀無論在構(gòu)成還是功能等方面都存在差異。城市景觀除了有人工和自然兩大類景觀之外，還有處于兩者之間的半自然景觀；在功能上面，城市景觀締造了良好的生存環(huán)境。2 景觀格局發(fā)展綜述20世紀(jì)80年代初期，景觀生態(tài)學(xué)被林超、黃錫疇、陳昌篤等介紹到中國之后，一系列文獻(xiàn)介紹了國外景觀生態(tài)學(xué)概念和方法，景觀格局作為其基礎(chǔ)內(nèi)容同時在中國引起廣泛關(guān)注，這一階段可以說是我國景觀格局研究的起步階段，主要以國外研究成果的介紹為主。我國景觀格局的研究和應(yīng)用真正起步于1990年。1990年，肖篤寧等發(fā)

3、表了“沈陽西郊景觀格局變化的研究”。景觀格局的研究漸成熱點(diǎn)，關(guān)于農(nóng)林、濕地、區(qū)域、城市、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)甚至沙漠化土地的景觀格局分析和模型等方面的研究論文陸續(xù)發(fā)表，這個時期其文獻(xiàn)數(shù)量有著較緩慢但穩(wěn)定的增長。3 景觀格局的研究內(nèi)容綜述3.1 研究區(qū)域范圍城市的研究，如喬美華對大同市土地利用景觀格局研究，王佳、熊妮娜對北京市土地利用景觀格局研究，常芳基于GIS/RS的太原市1976年2005年土地利用景觀格局動態(tài)分析，柏林等基于景觀格局指數(shù)的大慶市土地利用利用格局變化分析，均屬此類；省區(qū)范圍的研究，如張本峋、申懷飛對河南省的研究，曾加芹、歐陽華等對西藏地區(qū)的研究；流域范圍的研究，如盧玲、李新

4、等對黑河景觀格局的分析；對鐵路沿線的研究，余艷紅以麗江至香格里拉鐵路生態(tài)影響評價為例進(jìn)行了研究；對一個湖區(qū)的研究，如鄭建蕊、蔣衛(wèi)國對洞庭湖區(qū)的研究；王景偉、王海洋以鞍山大麥科濕地自然保護(hù)區(qū)為例，研究景觀指數(shù)在景觀格局描述中的應(yīng)用，還有候紹洋基于GIS的山區(qū)和平原景觀指數(shù)粒度效應(yīng)分析。 3.2 研究時相單時相的研究，也有多時相的研究。劉鴻雁、趙雨森對哈爾濱市的研究，宋鵬飛對太原城區(qū)的研究，王曉微基于遙感圖像掩膜法的廈門市景觀分類與動態(tài)變化研究，都屬于單時相的研究；而常芳對太原市19762005年土地利用景觀格局動態(tài)分析，王佳等對北京20年土地利用狀況的研究則屬多時相研究。3.3 研究具體對象主要

5、包括尺度相關(guān)性研究、土地利用狀況研究、景觀格局分析及成因分析，這是主流。也有部分純理論實(shí)踐研究的，如劉家富、王平的景觀指數(shù)算法應(yīng)用，何厚榮、周青山有關(guān)區(qū)域景觀指數(shù)提取與分析，王曉微遙感圖像掩膜景觀分類，齊偉、曲衍波的區(qū)域代表性景觀指數(shù)篩選。3.3.1 景觀指數(shù)算法應(yīng)用李秀珍等(2004)應(yīng)用景觀中性模型對常用景觀指數(shù)進(jìn)行了評價，認(rèn)為值得推薦的指標(biāo)有總板塊數(shù)目、平均斑塊大小、總邊界密度，分維數(shù)，這幾種指標(biāo)都可應(yīng)用于類型水平和景觀水平。陳文波等(2002)認(rèn)為平均周長面積比、蔓延度、相對斑塊面積、分維數(shù)和斑塊類型數(shù)幾個指標(biāo)間獨(dú)立性較好，又能比較全面的描述景觀格局。3.3.2 景觀空間格局的尺度相關(guān)

6、性研究 在不同的觀測尺度下，同一研究對象所表現(xiàn)出的格局會有所差異，即空間格局的尺度相關(guān)性。在景觀生態(tài)學(xué)中，尺度通常是指研究某一物體或現(xiàn)象時所采用的空間或時間量度(烏區(qū)建國等，2000)，常以粒度和幅度來表達(dá)，粒度指空間最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積(空間粒度)，或某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的頻率(時間粒度)；幅度指研究對象在空間或時間上的持續(xù)范圍或長度。 北美景觀生態(tài)學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)是尺度(Turner，2005)，在Landscape Ecology中有關(guān)尺度的文章所占頻數(shù)百分比上升到 45.76% 。Turner 指出了尺度的適用性，即在多種尺度上尺度下參數(shù)是不同的， (Turner， 1

7、990)。Levin 總結(jié)了關(guān)于尺度內(nèi)的依賴性的概念框架，促使生態(tài)學(xué)家更加關(guān)注尺度效應(yīng)和尺度轉(zhuǎn)換問題 (Levin，1992)。研究尺度問題不僅有助于選擇揭示景觀格局規(guī)律性的最適測量尺度(Wu et al, 2002;劉茂松等，2004)，而且有助于探討景觀空間異質(zhì)性的成因(李團(tuán)勝，1998)，從而揭示景觀變化模式以及動力學(xué)機(jī)制(Wu，2002)。岳天祥等認(rèn)為生態(tài)地理建模存在多尺度問題 (岳天祥，劉紀(jì)遠(yuǎn)，2003)。呂一河等對生態(tài)學(xué)中常見的尺度轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行了分析和總結(jié)(呂一河，傅伯杰，2001)，孟斌等對地理學(xué)常用尺度轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行了歸納(孟斌，王勁峰，2005)。wu 對尺度問題進(jìn)行了系統(tǒng)論述

8、(wu，2000)，提出的尺度概念比較準(zhǔn)確、完整和科學(xué)，得到了眾多學(xué)者的認(rèn)可。余勇、李梅等以四川青城山世界遺產(chǎn)保護(hù)地為例進(jìn)行了空間分辨率粒度變化對景觀多樣性模擬的影響的分析;鄧向瑞采用 15x15、30 x30、45x45 和 60 x60 四種不同大小粒度對北京山區(qū)森林景觀格局及其尺度效應(yīng)進(jìn)行了研究，生成了不同尺度下森林景觀多樣性指數(shù)空間分布圖。3.3.3 景觀格局動態(tài)變化研究景觀格局的動態(tài)變化與地域分布、資源構(gòu)成、抗干擾力、自我恢復(fù)能力、生物多樣性有著密切的聯(lián)系，對其進(jìn)行的研究己經(jīng)成為景觀生態(tài)學(xué)的一個重要研究領(lǐng)域。傅伯杰(2006年)、劉紅玉(2009年)等利用現(xiàn)代空間信息技術(shù)對格局變化的

9、過程模擬，以調(diào)查和觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域一體化的方法，建立景觀生態(tài)學(xué)機(jī)制模型，可以大大提升對景觀演化機(jī)制的模擬能力。王根緒等(2004年)在高寒濕地系統(tǒng)的動態(tài)變化研究中提出了濕地空間格局和功能動態(tài)變化分析指標(biāo)及其量化的方法，主要包括對濕地系統(tǒng)空間分布變化和濕地系統(tǒng)空間格局變化進(jìn)行分析。圣彥等（2010年）引入景觀格局指數(shù)對廣州市不同時期的城市熱場內(nèi)部格局進(jìn)行定量分析，確定廣州市熱島的時空分布差異，并且采用 Kappa 系數(shù)對溫度強(qiáng)度的演變實(shí)現(xiàn)數(shù)量上和位置上的綜合定標(biāo)，從而得出了廣州市城市熱島的時空分布格局以及演化歷程。喻錚錚等利用RS技術(shù)與TM影像，從植被指數(shù)NDVI與景觀格局兩方面對北京市

10、門頭溝植被覆蓋進(jìn)行監(jiān)測，得出當(dāng)?shù)刂脖桓采w總體呈下降趨勢。李宏等利用GIS技術(shù)，對成都市雙流縣的景觀格局進(jìn)行了動態(tài)分析，研究表明雙流縣的城市化進(jìn)程，在一定程度上對當(dāng)?shù)赝恋乩酶窬之a(chǎn)生了時空上的變異，并針對這些問題，提出了土地利用可持續(xù)發(fā)展的建議。肖盛利用RS與GIS技術(shù)對鼓山風(fēng)景名勝區(qū)景觀格局的動態(tài)研究，發(fā)現(xiàn)植被總體覆蓋率較高，景觀破碎化程度低、連通性好，并提出了景觀維持的建議。劉娜基于3S技術(shù)，通過景觀格局指數(shù)和水文數(shù)據(jù)對洞庭湖風(fēng)景區(qū)景觀格局的動態(tài)變化進(jìn)行了分析，研究表明該區(qū)域調(diào)蓄功能與景觀指數(shù)存在一定的相關(guān)性。劉桂林等利用中巴資源衛(wèi)星為主要數(shù)據(jù)源，通過計算景觀格局指數(shù)，研究了塔里木河下游在生

11、態(tài)輸水后景觀格局的動態(tài)變化特征。 3.3.4 其他方面的研究周年興等從景觀美學(xué)價值的角度出發(fā)，研究森林景觀的生態(tài)特征，從而得出美景度值與景觀格局指數(shù)間的相關(guān)性。鐘德燕等依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，分析研究了土地利用景觀格局在不同地貌類型下的差異性。周啟剛等利用GIS技術(shù)與景觀格局指數(shù)對成都近郊區(qū)進(jìn)行了景觀格局分析，研究表明整體生境處在一個良好的狀態(tài)，但部分區(qū)縣受人類干擾較大;趙曉燕等基于GIS分析西安市城市景觀格局并提出景觀格局優(yōu)化意見。吳宇（2010年）通過采用單窗算法反演伊通河流域的地表溫度，結(jié)合伊通河流域的景觀格局變化，利用景觀格局分析方法，分析伊通河流域地表溫度的時空分布特征與景觀格局之間的定

12、量關(guān)系。4 景觀格局的研究方法綜述研究技術(shù)方法主要有遙感影像提取技術(shù)，GIS軟件和FRAGSTATS分類和計算，多時像對比技術(shù)等。4.1 遙感(Remote Sensing, RS)技術(shù)是景觀生態(tài)學(xué)研究中的重要方法，能夠快速、大面積獲取如空間位置、植被類型、土地利用狀況、土壤類型等地表參數(shù)，從而獲取大尺度上各種空間和資源信息(Jensen&Cowen, 1999)，為景觀生態(tài)學(xué)提供必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，因此在景觀格局分析中有著廣泛的應(yīng)用(Hung etal, 2010；Wang et al, 2010)。遙感技術(shù)在快速大面積提取聚落形態(tài)、功能區(qū)、道路、水系分布、三維結(jié)構(gòu)等方面表現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)勢

13、，從而成為目前研究城市化最重要的工具。大量基于遙感數(shù)據(jù)的景觀信息提取方法也應(yīng)運(yùn)而生(Ridd&Liu, 1998;Masek et al, 2000;Seto&Liu, 2003;Yang&Liu, 2005)。4.2 地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)具有采集、處理、分析、建模和顯示空間數(shù)據(jù)的功能(黃杏元，1993)，通過科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息(成士梅，1996)。彭少麟、邵國凡、馬榮華等對于RS和GIS在景觀格局中的新應(yīng)用做了大量探索工作，研究成果也充分證明了RS和GIS在景觀格局的研

14、究中的重大潛力。4.3 景觀指數(shù)的應(yīng)用景觀指數(shù)是研究景觀格局特征的一種重要工具。景觀指數(shù)通常包含兩部分內(nèi)容:（1）景觀斑塊特征指數(shù);（2）景觀異質(zhì)性指數(shù)。其中，表征景觀斑塊特征的指數(shù)有斑塊面積(可以從圖上直接進(jìn)行量算得出，其中某一景觀要素類型的最大與最小斑塊面積分別具有不同的生態(tài)意義)，斑塊數(shù)(包括兩重含義，分別是整個景觀的斑塊數(shù)與單一景觀的斑塊數(shù))，斑塊周長(景觀指數(shù)的重要參數(shù)之一，表征各種能量擴(kuò)散的可能性)；表征景觀異質(zhì)性指數(shù)的有多樣性指數(shù)(常被用于分析研究群落空間分布的規(guī)律性)，鑲嵌度指數(shù)(常被用來分析相鄰景觀生態(tài)系統(tǒng)的對比程度)，距離指數(shù)(用來確定景觀中的斑塊是否為隨機(jī)分布;其次，用來

15、定量地描述斑塊的連續(xù)度或者隔離度)，生境破碎化指數(shù)(是景觀異質(zhì)性的重要組成，是現(xiàn)存景觀的重要特征)。Dietzel （2005）比較了不同時期景觀指數(shù)的差異，揭示了城市增長存在“分散一融合”的震蕩過程；Luck and Wu ( 2002)以空間代時間，研究了城市化梯度上景觀指數(shù)的變化，從而揭示了城市景觀格局隨著城市化過程發(fā)展的變化規(guī)律。朱彬和馬曉冬(2011)運(yùn)用景觀指數(shù)研究了蘇北地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的景觀格局特征，結(jié)果表明蘇北地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間分布存在明顯的地域差異。肖篤寧利用景觀格局的幾個記測指標(biāo)如優(yōu)勢度指數(shù)、多樣性指數(shù)以及轉(zhuǎn)移矩陣等對沈陽西部近30年的景觀進(jìn)行了動態(tài)研究，同時得出景觀格局的破碎

16、化也顯露了土地承載力的危機(jī)。4.4 地統(tǒng)計學(xué)法在研究早期，景觀指數(shù)法在揭示格局的多尺度特征方面發(fā)揮了重要作用，但景觀指數(shù)尺度圖的突變和轉(zhuǎn)折很少，不能準(zhǔn)確預(yù)示景觀等級結(jié)構(gòu)的存在(Wu，2000)。而地統(tǒng)計學(xué)法在景觀尺度的研究工作中則應(yīng)用相對廣泛得多(王政權(quán)，1999；呂一河和傅伯杰，2001)，如空間自相關(guān)分析(Spatial autocorrelation analysis ) ( Pierre, 1998 ; Fortin, 1999 )、半方差分析(semivariogram analysis ) C Rossi et al，1992)、譜分析(Spectral analysis ) (R

17、ensahaw et al,1984)、小波分析(Wavelet analysis ) ( Bradshaw, 1992; Monica, 1999;祖元剛等，1999；孫丹峰，2003)、分形分析(Fractals ) ( Sugihara et al, 1990 )、尺度方差分析(Cullinan, 1997 )、點(diǎn)格局分析(Point pattern analysis ) ( Ripley BD, 1976; Diggle PJ，1983；張金屯，2004)等。Ward&Ferrandino認(rèn)為其中的點(diǎn)格局分析可以提供較為全面的空間尺度信息(Ward&Ferrandino，1999 )。

18、趙成章等(2010)的研究發(fā)現(xiàn)黑河上游高寒退化草地狼毒種群在不同尺度上的空間分布格局存在明顯差異； 劉小愷等(2009)在研究寧夏沙湖4種干旱區(qū)群落中主要植物種間關(guān)系的格局時發(fā)現(xiàn)不同的物種間在不同的尺度上表現(xiàn)出不同的關(guān)聯(lián)關(guān)系；閏慶武等(2009)應(yīng)用點(diǎn)格局分析對徐州市居民點(diǎn)的分布時發(fā)現(xiàn)徐州市居民點(diǎn)的空間分布具有明顯的空間依賴性；高凱等(2010)又將此方法應(yīng)用于城市景觀格局特征的研究中。4.5 模型方法隨機(jī)景觀空間動態(tài)模型、領(lǐng)域規(guī)則景觀動態(tài)模型和景觀生態(tài)過程動態(tài)模型是景觀空間模型研究的三大類型/隨機(jī)景觀空間動態(tài)模型可以用來研究景觀空間格局和過程在時間和空間上的整體動態(tài)(Li&Wu, 1992

19、)。領(lǐng)域規(guī)則景觀動態(tài)模型中應(yīng)用最普遍且最具代表性的細(xì)胞自組織模型(CA模型)簡單、靈活、明了，從而也得到了應(yīng)用廣泛(C Jia&Zhu, 1998 )。景觀生態(tài)過程動態(tài)模型，是一種從機(jī)制出發(fā)模擬生態(tài)學(xué)過程空間動態(tài)的模型方法(DeAngelis &Gross，1992 )，以滲透理論為基礎(chǔ)來研究空間隨機(jī)過程產(chǎn)生的單元群數(shù)量、大小和形狀及其在臨界滲透狀態(tài)下變化的滲透模型(With&King, 1997 )，被廣泛用于研究在景觀里火災(zāi)發(fā)生、病蟲害、流行病、物種等的傳播，景觀斑塊的空間結(jié)構(gòu)，在不同尺度上資源的可利用性等方面。何東進(jìn)在2012年依據(jù)景觀模型的結(jié)構(gòu)特征差異和對研究涉及生態(tài)學(xué)過程處理方式的不

20、同，將景觀空間模型分為空間概率模型、領(lǐng)域規(guī)則模型、景觀機(jī)制模型、景觀耦合模型等4類，并分別對其特點(diǎn)、優(yōu)劣勢及其應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行對比分析:4.6 景觀空間格局指數(shù)法4.6.1 景觀指數(shù)分類與選擇景觀指數(shù)的劃分標(biāo)準(zhǔn)多種多樣。通常情況下，將指數(shù)劃分為3個層次，分別是：1斑塊水平(patch level ) ; 2斑塊類型水平(class level )；3景觀水平(landscapelevel)。其中，景觀指數(shù)在斑塊水平上通過表征單個斑塊的特性來度量景觀的空間配置，它是景觀指數(shù)的研究基礎(chǔ);景觀指數(shù)在斑塊類型級別上主要用來表征某斑塊類型的特征，通常通過平均、加權(quán)等統(tǒng)計學(xué)算法來綜合描述斑塊類型的集合特性;

21、景觀指數(shù)在景觀級別上主要描述景觀的整體特性。4.6.2斑塊類型指標(biāo)介紹斑塊面積(CA)在斑塊類型上度量的是景觀的組分，不僅能直接反映景觀價值，CA也是計算其它景觀指數(shù)的基礎(chǔ)。CA具有重要的生態(tài)意義，表現(xiàn)在:(1)某類斑塊類型的CA值大小對此斑塊類型作為聚集地的物種數(shù)量、密度及其后代繁殖具有一定的制約作用，如很多生物最基本的生存條件之一是對其聚居地最小面積的需求;(2)不同要素類型能通過CA值的大小從而間接地反映它們之間能量流、養(yǎng)分流等的差異性，通常情況下，斑塊類型的CA值越大，則代表其所占能量與養(yǎng)分越多。為了對景觀進(jìn)行更好的分析與管理，通常我們需要了解其CA值的大小，最小面積與最佳面積是其中我

22、們需要了解的兩個重要數(shù)據(jù)。景觀百分比(PLAND)在斑塊類型上度量的是景觀的組分，通常可以根據(jù)PLAND值的大小來分析斑塊類型對整個景觀的控制程度。PLAND代表的是某類景觀要素在景觀中所占的百分比，因此，也可以用它來輔助分析景觀中的優(yōu)勢類型，一般來說，PLAND越大，則說明這種類型在整個景觀中優(yōu)勢性越突出，景觀中各要素類型之間的比例差值也越大;PLAND越小，則說明這種類型在整個景觀中不突出、優(yōu)勢性弱，各要素類型間的比例值差異不大;此外，PLAND也是確定生物多樣性、生物數(shù)量的一個重要指標(biāo)。斑塊數(shù)(NP)是反映景觀空間異質(zhì)性的一個重要指標(biāo)。NP的生態(tài)意義簡單，容易理解，在景觀級別水平，NP等

23、于所有斑塊數(shù)的總和;在斑塊類型水平上，其值為某類型斑塊數(shù)總和。通常NP被用來衡量景觀的破碎化程度，通常情況下，NP值越大則景觀的破碎化程度也就越高，二者呈正相關(guān)性。NP值的大小影響著許多生態(tài)過程:破壞景觀物種的穩(wěn)定性，加強(qiáng)或減弱物種間的相互作用，影響物種的分布，抑制或增強(qiáng)景觀內(nèi)部某種干擾的蔓延度。最大斑塊指數(shù)(LPI)反映景觀類型的優(yōu)勢程度，表征景觀內(nèi)部物種的豐度。LPI值的變化趨勢影響著景觀內(nèi)部干擾的頻率和強(qiáng)度，在一定程度上，反映人類活動對景觀影響的強(qiáng)度。斑塊平均面積(AREA_ MN)是指景觀中某一景觀類型的平均面積，代表的是一種平均水平。在一定程度上反映著景觀的破碎度，AREA_ MN值

24、越小則表明景觀要素類型破碎化程度越高，二者呈負(fù)相關(guān)性;AREA_ MN通常被用于描述景觀粒度，它是一個綜合測度值，通常與LPI, NP或者CA聯(lián)合使用，用于分析景觀類型的聚集程度或均勻程度。在景觀格局中，AREA_ MN既是最基本的空間特征，也是其它指數(shù)的計算基礎(chǔ)。4.6.3 斑塊形狀指標(biāo)介紹斑塊形狀指標(biāo)是景觀結(jié)構(gòu)的一個重要特征，也是分析景觀格局的一個重要因子。在景觀規(guī)劃與經(jīng)營中具有極強(qiáng)的理論指導(dǎo)作用，能夠反映物質(zhì)流的擴(kuò)散以及邊界的分離程度。邊緣長度(TE)表征的是景觀或斑塊類型的邊緣總長度。其值大小變化可用于分析景觀內(nèi)部各種物質(zhì)流的擴(kuò)散，對內(nèi)部種群的數(shù)量和繁衍有一定影響。周長一面積分維數(shù)(P

25、AFRAC)表征的是景觀格局與斑塊形狀的復(fù)雜度，用以分析與比較景觀斑塊的形狀特性，能夠反映各個景觀類型邊界的褶皺程度，在數(shù)值上揭示了斑塊形狀與斑塊面積之間的關(guān)系。在一定程度上能間接反映景觀格局的復(fù)雜度以及體現(xiàn)人類活動對景觀的干擾度。從數(shù)值上分析PAFRAC，可以得出，當(dāng)PAFRAC接近2時，邊界褶皺程度高，形狀復(fù)雜，景觀內(nèi)部受人類活動影響小;PAFRAC趨近1時，斑塊形狀較為簡單，人類活動對景觀的影響程度大(這是由于人類活動所形成的斑塊都較為規(guī)則)。4.6.4斑塊級別異質(zhì)性指標(biāo)介紹斑塊密度(PD)計算簡單，其生態(tài)意義也較好理解。它表征的是景觀的破碎度或者某類景觀要素的破碎度。它是景觀指數(shù)中的一

26、個基本量，能直接反映景觀類型在單位面積上的斑塊數(shù)量，從而利于分析不同類型的景觀的破碎度。PD不僅能通過破碎度反映景觀受人類干擾的程度，在一定程度上也能反映景觀的異質(zhì)性。邊緣密度(ED)可從兩方面來理解。在景觀類型水平上，表征的是某類景觀要素與其周圍異質(zhì)斑塊間的邊緣長度;在景觀水平上，表征的是整個景觀范圍內(nèi)所有異質(zhì)景觀斑塊間在單位面積上的邊緣長度。同邊緣長度類似，都能反映景觀內(nèi)不同類型斑塊間各種物質(zhì)流活動的強(qiáng)弱以及交換信息的能力。另一方面，ED可以反映景觀或者景觀類型的破碎度與復(fù)雜度，通常，景觀類型的ED值越大，則說明景觀被分割的程度高;ED值越小，則說明分割程度低，景觀類型的連通性強(qiáng)。斑塊聚集

27、度指數(shù)(COHESION)在景觀類型水平上表征的是同一斑塊類型的物理聯(lián)接度;在景觀水平上，對這一指數(shù)的特征還沒有明確的定義。COHESION值的大小反映的是斑塊間的結(jié)合度或分離度。在某一景觀類型中，若其COHESION值減小，則說明斑塊間的分散性增強(qiáng)、連接度降低，核心板塊的優(yōu)勢性減弱;反之，則說明景觀的結(jié)核性在增強(qiáng)，有利于優(yōu)勢景觀的發(fā)展。4.6.5 景觀級別異質(zhì)性指標(biāo)介紹香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)在景觀生態(tài)學(xué)中應(yīng)用極為廣泛。SHDI主要反映景觀要素類型組成的多樣性與景觀的異質(zhì)性，是基于信息理論的一種度量值。SHDI與其他多樣性指數(shù)的區(qū)別之處在于，能夠更加敏感地反映景觀要素間的非均勻分布情況，更

28、加強(qiáng)調(diào)稀有斑塊對景觀信息的貢獻(xiàn)程度;除此之外，SHDI在分析不同時期的同一景觀或者不同景觀的異質(zhì)性變化情況時，也是一個非常敏感的指數(shù)。如在一個森林景觀中，若植被利用越豐富，所包含，則信息內(nèi)容的不確定性越大，SHDI計算值也越高。SHDI在群落生態(tài)學(xué)的多樣性研究中也有廣泛的應(yīng)用，在對稀有斑塊要素進(jìn)行多樣性研究室，SHDI甚至比辛普森多樣性指數(shù)更加敏感。均勻度指數(shù)均勻度指數(shù)(SHED等于SHDI除以給定的景觀豐度下的最大可能多樣性，取值范圍為(o, l )。當(dāng)景觀中無多樣性時，SHDI值為0；當(dāng)各要素類型面積分布越不均勻時，SHDI趨于0；當(dāng)各要素類型面積完全相同時，SHDI值為1，同時也說明此時景觀中不存在優(yōu)勢類型。從生態(tài)學(xué)意義上講，SHDI描