景观格局分析指数选取刍论

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1、第20卷第5期云南地理环境研究Vol120,No152008年9月YUNNANGEOGRAPHICENVIRONMENTRESEARCHSep1,2008景观格局分析指数选取刍论112张林艳,夏既胜,叶万辉(11云南大学资源环境与地球科学学院,云南昆明650091;21中国科学院华南植物园,广东广州510650)摘要:当前景观格局分析中所用到的景观指数上百种,如何根据研究目的和研究对象的特点正确选择景观指数是一个普遍存在,然尚未完善、亟待解决的问题。在简要阐明构建景观格局指数中颇具代表性的理论基点(如岛屿生物地理学理论、景观镶嵌模型)的基础

2、之上,针对普遍存在的混淆和误用景观指数的事实,叙述了合理选用景观指数的基本原则。最后,引介国外Ritters和OpNeill等人所推荐的具有广泛应用价值的5个景观指数:平均斑块边缘-面积比、蔓延度、相对斑块面积、分维数及斑块类型/景观类型/土地覆盖类型,以供读者选取景观指数时应用参考。关键词:空间异质性;景观格局;景观指数;景观分析中图分类号:Q14文献标识码:A文章编号:1001-7852(2008)05-0038-06[4]众所周知,生态系统存在空间异质性,生态系方面的景观指数,并产生可直接用于评估陆地和统在时空尺度上所表现出的复杂性和

3、变异性对有关水生生态系统健康的某些方面如生境的完整性、水生态进程具有重大影响。尽管生态学家很早就意识质等多种景观指数。目前,在景观水平格局和过程到时空特别是空间在生态系统中所占据的重要性,的监测和量度方面的需求仍有增无减。然而,由于但苦于理论方法、数据收集及技术手段上的欠缺,现象的复杂性和对于异质组成定义的模糊等原因,[3]生态学中涵盖空间问题的有关研究进展十分迟缓,空间异质性的量度至今仍存在很多问题。[1,2]直至景观生态学的产生才开创了新的局面。景观生态学强调生态格局与生态功能过程紧密相关,1构建景观格局指数的理论基点及其[3]认为生态

4、过程可由大尺度生态格局预测。例如,不足景观破碎化阻碍了先锋种的扩散从而改变了生态系统恢复进程。可以说,景观生态学为研究格局与过景观格局一般指景观的空间格局,即景观中斑[5]程之间的联系提供了科学的方法和手段。块、廊道和基质的空间组合。一般来说,景观指对景观结构的认识和量化是理解景观格局和生数普遍指专为分类图发展的格局指数,即主要针对态过程相互关系的基础,定量方法对于比较景观之非连续的分类数据(categoricaldata)如植被图、间的差异、解释景观的重大变化以及联系景观格局土壤图、土地利用图等而言。需要指明的是,虽然[1]和生态功能过程

5、是必不可少的有效工具。尽管生大量的景观分析涉及到格局的尺度和强度,但景观态学中量化环境异质性的目标由来已久,但对景观指数则着重于单一尺度(粒度和幅度)上分类地图[6]空间异质性的量度却是最近20余年才开始并飞速格局的几何特性和空间特征。最初对景观格局的发展起来。在众多空间格局分析方法之中,景观指量化重在简便,早期的景观指数多基于斑块大小和数的广泛应用标志了北美景观生态学的兴起,景观边缘提出。后来,随着计算机、RS、GIS技术的进生态学家到现在共提出上百个量度不同空间异质性步以及相关理论的发展应用,景观指数的含义丰富收稿日期:2008-06-

6、10;修订日期:2008-08-281作者简介:张林艳(1975-),女,贵州省安顺市人,讲师,博士,主要从事景观生态、生物入侵及地理信息系统应用等方面研究1第20卷张林艳等:景观格局分析指数选取刍论39起来。可以说,至少有两种截然不同的观念———岛密度和空间相对位置有关的指数对描述和理解景观屿生物地理模型、景观镶嵌模型,对景观指数的发中不同类型斑块的格局特征也很重要,如斑块密展具有深远影响,在景观指数选取和解译上具有重度、边界密度、斑块镶嵌体形状指数、平均最近邻[6]要意义。此外,渗透理论、等级理论和经济地理接指数等。许多斑块指数在斑块类

7、型水平和景观水[7]学理论等也对景观指数的发展起到重要作用。平上有对应指数。例如,许多斑块类型指数(如平岛屿生物地理平衡理论于1967年由MacArthur均形状指数)与相应的斑块指数(如斑块形状指和Wilson共同创立,该理论认为当物种迁入率与绝数)代表了相同的基本信息,但后者不仅考虑单个灭率相等,岛屿处于动态平衡状态,岛屿物种数相斑块,同时还考虑了某个具体类型的所有斑块。同对稳定。迁入率和灭绝率分别与源(大陆或大岛样,许多景观指数从斑块或斑块类型特征发展而屿)-岛屿间距离、岛屿面积相关。景观生态学来。因此,许多斑块类型指数和景观指数通过

8、汇总中,相互隔离的斑块可看作由对立生态中性背景和平均所有斑块或斑块类型上的斑块和斑块类型统[8～10](本底)所包围的海洋岛屿,对单个斑块类型及其计量计算而来。范围、空间特征和分