景观生态学Chapter 6 景观格局分析
景观生态学原理——景观格局与分析
景观生态学原理|——景观格局与分析景观的三个特征：1、格局：生态系统的大小、形状、数量、类型及空间配置相关的能量、物质和物种的分布2、功能：景观单元之间的相互作用，生态系统组分间的能量流动、物质循环和物种流3、动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化3.1 景观发育景观格局的形成，受到生物与非生物两个方面的影响3.2 景观要素景观要素包括景观斑块、廊道、基质，以及附加结构3.2.1 斑块（patch）空间的非连续性以及内部均质性1. 斑块起源主要因素：环境异质性（environmental heterogeneity）自然干扰（natural disturbance）人类活动（human activity）1、环境资源斑块由于环境异质性导致，稳定，与自然干扰无关，由于环境资源的空间异质性和镶嵌规律2、干扰斑块由于基质内的各种局部干扰引起，具有最高的周转率，持续时间最短3、残存斑块是动植物群落受干扰后基质内残留的部分4、引进斑块人们把生物引入某一地区后形成的斑块1）种植斑块2）聚居地2. 斑块面积1、对物质和能量的影响2、对物种的影响1）岛屿，面积效应——生境多样性（habitat diversity）——物种多样性2）陆地，基质异质性高3. 斑块形状斑块的形状和走向对穿越景观扩散的动植物至关重要1、圆形和扁长形斑块，内缘比（interior ratio）2、环状斑块3、半岛4. 斑块镶嵌相似的斑块容易造成扩散不同类型的斑块镶嵌，能够形成对抗干扰的屏障、5. 斑块化（缀块性，patchiness）与斑块动态1、斑块化机制斑块化：斑块的空间格局及其变异，大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构、边界特征对比度（contrast）：斑块之间以及斑块与基质之间的差异程度空间异质性（spatial heterogeneity）：通过斑块化、对比度以及梯度变化所表现出来的空间变异性生物感知（organism-sensed）：生物对于斑块化的反应最小斑块化尺度（smallest patchiness scale）：粒度（grain）最大斑块化尺度（largest patchiness scale）：幅度（extent）斑块化动态：斑块内部变化和斑块间相互作用导致的空间格局及其变异随时间的变化斑块化产生的原因：物理的和生物的，内部和外源的2、斑块化的特点1）可感知2）内部结构，时空等级性，大尺度斑块是小尺度斑块的镶嵌体3）相对均质性4）动态特征5）生物依赖性6）斑块的等级系统（patch hierarchy）7）等级间的相互作用8）斑块敏感性（patch sensitivity）9）斑块等级系统中的核心水平：最能集中体现研究对象或过程特征的等级水平，相应的时空尺度称为核心尺度（focal scale）10）斑块化原因和机制的尺度依赖性3、斑块化的生态与进化效应3.2.2 廊道（corridor）廊道是线性的景观单元，具有通道合阻隔的双重作用1. 廊道的起源干扰廊道、残存廊道、环境资源廊道、种植廊道、再生廊道2. 廊道的结构特征1）曲度：廊道的弯曲程度，影响物质、能量、物质的移动速度2）宽度3）连通性：廊道单位长度上间断点的数量表示4）内环境：较大的边缘生境和较小的内部生境3. 廊道分类1）线状廊道：全部由边缘物种占优势的狭长条带2）带状廊道：较丰富的内部种的内环境的较宽条带3）河流廊道：分布在河流两侧3.2.3 基质（matrix）1. 基质的判定1）相对面积2）连通性3）控制程度4）3个标准结合2. 孔隙度和边界形状孔隙度（porosity）：单位面积的斑块数目3.2.4 附加结构（add-on）异常景观特征，在整个景观中只出现一次或几次的景观类型3.3 景观格局特征目的：从无序的斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性3.3.1 斑块-廊道-基质模式（patch-corridor-matrix model）3.3.2 景观对比度1. 低对比度结构自然形成的，热带雨林，相邻景观要素彼此相似2. 高对比度结构自然、人工3.3.3 景观粒径（landscape grain）粗粒（coarse grain）和细粒（fine grain）生物体粒径（home range）：生物体对其敏感或利用的区域粒径大小取决于整个景观的尺度3.3.4 景观多样性（landscape diversity）由不同类型生态系统构成的景观在格局、功能和动态方面的多样性或变异性，反映景观的复杂性程度1）斑块多样性：数量、大小、形状的多样性2）类型多样性：景观类型的丰富度3）格局多样性：景观类型空间镶嵌的多样性3.3.5 景观异质性（landscape heterogeneity）多样性——斑块性质的多样化异质性——斑块空间镶嵌的复杂性，景观结构空间分布的非均匀性、非随机性1）空间异质性2）时间异质性3）功能异质性梯度分布镶嵌结构3.4 生态交错带与生态网络3.4.1 边缘效应与生态交错带景观单元之间的空间联系：生态交错带、网络结构1. 边缘效应(edge effect)边缘地带由于环境条件不同，可以发现不同的物种组成和丰富度边缘物种：仅仅或主要利用景观边界的物种内部物种：远离景观边界的物种2. 生态交错带(ecotone)描述物种从一个群落到其界限的过渡分布区，由两个不同性质的斑块的交界及各自的边缘带组成生态过渡带（transition zone）景观边界（landscape boundary）1）特征：生态应力带（tension zone）、边缘效应、阻碍物种分布（半透膜）、2）描述：结构：大小、宽度、形状、生物结构、限制因素、内部异质性、密度、分形维数、垂直性、外形或长度、曲合度功能：稳定性、波动、能量、功能差异、通透性、对比度、通道、过滤、屏障、源、汇、栖息地3）尺度效应：某一尺度上可以明辨的交错带在另一尺度上可能模糊不清4）气候变化：更为敏感，迟滞（lag）5）生态交错带与生物多样性：农业生产把异质的自然景观变成大范围同质的人工景观，消灭了自然生态交错带，扩展了人为生态交错带3.4.2 生态网络与景观连通性生态网络（network）将不同的生态系统相互连接起来两类物种：生活在网络包围的景观要素内部的物种，廊道是一种障碍；生活在廊道内、沿着廊道迁移的物种1. 廊道网络由节点（node）和连接廊道构成，分布在基质上形式：分支网络（branching network）：树状的等级结构环形网络（circuit network）：封闭的环路结构1）廊道网络的结构特征网络交点、网状格局、网眼大小、网络结构的决定因素（历史和文化的）2）廊道网络描述连通性：在一个系统中所有交点被廊道连接起来的程度，指示网络的复杂度，用r指数方法来计算r指数：连接廊道数与最大可能连接廊道数之比r=L/Lmax=L/3(V-2)，V为节点数环度：用α指数衡量，表示能流、物流、物种迁移路线的可选择程度。
生态学中的生态景观格局分析
生态学中的生态景观格局分析在生态学中，生态景观是一个重要的研究领域。
生态景观与生态系统紧密相关，是指一定地理空间范围内由多种生态系统组成的集合体。
其中包括土地利用类型、结构、分布、面积、相互联系和相互作用。
这些景观元素的组合形成了特定的景观图案和空间分布格局。
了解生态景观的格局特点对于生态环境保护和管理具有重要的理论和实践意义。
一、生态景观格局的概念生态景观格局是指在地球表面上的各种生态系统在时间和空间上的特定配置、大小、形态和空间关系。
生态景观格局是生态景观的可视性表现，也是生态环境空间图式的集合体现。
生态景观格局包括以下内容：（1）土地利用类型：指地块用途分类、用地类型的数量和比例；（2）景观结构：在空间层次上，指景观元素间的形成形态、数量、面积、长度和宽度等方面的特征表现；（3）景观分布：是指景观类型在空间上的分布规律，包括加权面积、平均片段面积、分形维数、内聚力、离散度等；（4）景观面积：是指地区内某一景观类型所占的面积百分比，是分区地学分析的基本依据；（5）景观连通性：是指各类景观之间的相互联系和相互影响，包括景观元素的相对位置和距离、网络水平、纵向渠道等。
二、生态景观格局分析的意义生态景观格局是研究生态系统空间分布规律和生态过程的重要方法。
研究生态景观格局有助于加深对生态系统结构和功能的认识，对环保部门和政府决策具有重要参考价值，也有助于推进生态环境保护和资源管理工作。
（1）生态环境修复：生态景观格局分析有助于鉴定生态问题的病因，规划生态修复方案。
特别是在环境污染和生物多样性保护方面，生态景观格局是重要依据。
（2）资源管理与利用：生态景观格局分析可以帮助资源管理者制定可持续管理计划，合理利用资源；对于区域发展和决策也有重要意义。
（3）生物多样性保护：生态景观格局分析可用来评估景观多样性、结构和分布程度，引导建设生境及生态廊道，保障物种丰富度。
（4）景观规划：生态景观格局分析可指导景观规划，提高景观规划的生态适应性和科学性，促进城乡一体化发展。
景观生态学空间格局分析方法综述
景观生态学空间格局分析方法综述景观生态学是研究景观格局和生态过程之间相互关系的学科领域。
景观格局表示了自然和人类活动在地表上的分布情况，而生态过程则是描述生物间相互作用和能量流动的过程。
了解景观生态学空间格局的分析方法对于保护和管理生态系统具有重要意义。
下文将综述几种常用的景观生态学空间格局分析方法。
1. 景观破碎度指数：景观破碎度指数是通过计算规定空间单位内的斑块个数和大小来反映景观破碎程度的指标。
常用的景观破碎度指数包括片段化指数（Patchiness Index）、简化指数（Simpson Index）和破碎度指数（Fragmentation Index）。
这些指数可以帮助研究者评估景观的连续性和完整性，以及对生物多样性和生态过程的影响。
2.斑块统计：斑块统计是通过计算不同类型和形状的斑块在景观中的分布情况来分析景观格局。
常用的斑块统计方法包括斑块大小分布、斑块形状指数和边缘/面积比等。
斑块统计方法可以帮助研究者了解景观中不同类型斑块的大小、数量、形状和分布情况，从而评估景观格局对于物种分布和迁移的影响。
3. 景观分维：景观分维是通过计算景观中斑块的空间分布来确定景观的复杂度和分散程度的指标。
常用的景观分维方法包括盒维法（Box-counting method）和多重分形方法（Multi-fractal method）。
景观分维方法可以帮助研究者定量描述和比较不同景观的空间复杂性和分散程度。
综上所述，景观生态学空间格局的分析方法主要包括景观破碎度指数、斑块统计、景观分维以及边界和分岔分析等方法。
这些方法通过计算斑块的大小、形状、分布和连接程度等指标来描述景观格局的特征，从而帮助研究者了解景观对于生物多样性和生态过程的影响。
这些分析方法可以为保护和管理生态系统提供科学依据，以实现生态系统的可持续发展。
第六章景观生态分类与评价改ppt课件
选择价值：就是人们为了将来能直接与间
接利用某种生态系统服务功能的支付意愿， 又可分为自己将来利用、子孙后代将来利 用（遗产价值）和别人将来利用（替代消 费价值）；
存在价值：又称内在价值，是人们为确保
生态系统服务功能继续存在的支付意愿， 和人类利用无关。
四、 景观生态系统健康评价
1. 景观生态系统健康的内涵
城郊景观：
指城镇和乡村地区景观，交错分布有住宅区、商业 中心、农田人工植被和自然地段等。
特点：景观颗粒小；景观要素类型多样，并多为引进斑 块或残存斑块；景观要素的边缘往往是规则的几何形；线 状廊道和网络不断增加，而河流廊道渐少，基质连接度降 低，景观镶嵌度高；生物量小，平均生产力往往降低；物 种多样性较高，引进种特别多，尤其是引进了一些有害物 种；
指标选取
初始分类的主要指标，一是地貌形态及其界线； 二是地表覆盖状况，包括植被和土地利用等。
常用的类型特征指标：地形、海拔、坡向、坡度、 坡形、调查表物质、构造基础、PH值、土层厚度、 有机质含量、剥蚀侵蚀强度、植被类型及其覆盖 率、土地利用、区位指数、气温、降水量、径流 指数、干燥度、土壤主要营养成份含量以及管理 集约程度等。
（2）评估方法：直接市场价格法、替代市场价 格法、权变估值法、生产成本法、实际影响的市 场估值法
直接利用价值: 主要指生态系统产品（食品、
医药和其它工农业生产原料等）所产生的价值， 可用产品的市场价格来评估；
间接利用价值：指无法商品化的生态系统服务
功能，如维系大气平衡、生物多样性等这些支撑 和维系地球生命支持系统的功能；通常根据生态 系统功能类型来确定评估的具体方法；
1 国际景观遗产评价有吸引力的景观性质
自然性和稀有性；同一性（完美和谐）与 多色彩；开放与闭合结构的联合；景观的 季相和年度变化性。
景观格局分析
案例分析
对于每一类人工的景观要素则需要考 察是否每类用地都处于土地利用适宜性分 析所反映的适宜用地范围内并且分布特征 是否与其所对应的活动特征相吻台．
3 多类别景观要素的耦合研究
这一研究是将所有类别景观要素的空间 结构进行叠加考察各类要素结构间彼此重 叠或相互之间可能产生影响的部分并进行 必要的结构调整．
4关键景观节点识别
结构调整一般是针对所有功能冲突部位
和不良影响范围来进行的，但调整的结果 并不一定能消除所有的冲突点，并且往往 在消除原有冲突点的同时又会产生一些新 的冲突点．因此对于结构调整无法避免的 冲突点应标注为关键景观节点 ， 以便在接
下来的规划设计中进行重点设计，通过局 部景观的详细设计来减少或避免冲突．
（2）考察景观要素的类型． 对于每一景观要素组合应进一步区分具体的要素粪型以便
考察同类要素的空间形态分布及等特征的合理性．如对于自然 系统而言应根据植被生境状况等进行进一步的要素分类，而对 于人工系统而言，要素分类主要针对人类的各种社会活动来进 行．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 单一类别景观要素的结构研究
对于每一类自然景观要素都可以按照 基本的景观优化格局来衡量其结构的台理 性，通过规划调整来实现每一类景观要素 基本具有生态台理的空间结构．
景观的概念
规划上景观的内容
相互关系
景观格局的分析方法
1 定性分析 2 定量分析
格局指数法 空间统计学法 3 方法比较和评价
景观格局优化
分析方法与步骤
1 景观要素识别与工作分类
• 现状景观要素的识别可综合用地现状图和 植被现状图中的类型分布，并通过必要的 现场勘察核实来进行．具体的工作分类通 过两个步骤来完成。
（1）考察景观生态流 通过分祈跟踪各种景观生态流，可以从众多的景观要素中
第六章景观生态学的基本理论
尺度上推（scaling up）和尺度下推（scaling down）
将小尺度上的信息转换到 大尺度上的过程。
将大尺度上的信息转换到 小尺度上的过程。
2.渗透理论（percolation theory）
渗透理论最初是用以描述胶体和玻璃类物 质的物理特性，并逐渐成为研究流体在介 质中运动的理论基础，一直用于研究流体 在介质中的扩散行为。其中的临界阈值现 象也常常可以在景观生态过程中被发现， 例如，种群动态、水土流失过程、干扰蔓 延、动物的运动和传播等
空间内插值（spatial interpolation）: 当涉及的空间数据 不能覆盖整个研究区域时，需要用已测点的信息来估计未 测点的数值，这一过程称为空间内插值。
5、尺度推绎的途径和方法
第一种方法：简单聚合法（lumping）
通过同时增加模型的粒度和幅度，利用小尺度 上的变量或参数的平均值来推出大尺度上的变 量或参数平均特征。
渗透阈值：在渗透理论中，允许连通斑块出现的 最小生境面积百分比称为渗透阀值或临界密度， 或临界概率。
对于二维栅格景观，渗透阈值（Pc）的四邻 规则为0.5928，八邻规则为0.4072。
渗透阈值（Pc）的影响因素
大陆---岛屿型复合种群
由少数很大的和许多很小的生境缀 块所组成。
或由少数质量很好的和许多质量很 差的生境缀块组成的复合体或虽然 没有特大缀块，但缀块大小的变异 程度很大的生境系统。
主要特点：
特征为“源---汇”动态种群系统。 大缀块起到“大陆库”的作用，基 本上不经历局部绝灭现象，小缀块 种群频繁消失，来自大缀块的个体 或繁殖体不断再定居，使其得以持 续。
景观生态学第6章
EE(i, j) DD(i, j)
i 1 j 1
m
m
EE (i , j ) : 第i和第j个生态系统间相邻总长 N b： 景观中不同生态系统的 边界总长 DD（D , j ) : i , j两个生态系统的间的相 异性量度 其取值在0 1之间 m : 生态系统数
DD可由专家或其它方法确定。 傅伯杰例：如某一森林景观由天然成熟林、50年人工林和 采伐迹地组成，它们间的相异性量度可由下面的矩阵表示。
分形（ Fractal）是波兰美籍数学家曼德尔布罗特
（ Mandelbrot）提出的（1975，《自然界中的分形 几何》） 2.定义 分形尚无统一的定义。简单来讲，它是组成部分以某 种形式与整体相似的形体。它具有自相似和标度不变 性两大特点。分形的几何维数可以是分数，这一点和
欧几里德的整数维不同。
但它可以由欧氏整数维来理解 如，线性物体用长度为r的尺子去量它，其个数与尺 子的长度成反比，即有
2、基于辛普生指数
D H max (1 p )
k 1 2 k
m
三、均匀度指数（Evenness）
H E H max
pk log 2 pk
k 1
m
log 2 m
四、镶嵌度指数（Pathiness）
1 、 Romme(1982)和Li(1989)年提出的镶嵌度指数
1 PT Nb
最早由 O’neill (1985)提出，Li(1989,1993)又作了修正。
RC 1
m
c cmax
c pij log 2 pij
i 1 i 1
m
pij : i与j类型相邻的概率 N ij Ai pij Ni A cmax 2 log 2 m
生态环境中的景观格局分析
生态环境中的景观格局分析随着经济进步和人口增长，人类对自然环境的影响越来越深远。
近年来，全球发生的自然灾害频繁，反映出环境问题的严重性。
在人类的发展过程中，环境永远是一个最为重要的问题，生态环境保护已成为我们当前必须面对的严峻挑战。
而生态环境中的景观格局是影响生态系统运作的重要因素。
本文将从景观格局的定义、作用和特征等方面进行分析，并对生态环境中的景观格局进行探讨。
一、景观格局的定义景观格局是指在一定空间尺度和时间尺度内，自然和人为因素所共同构成的环境格局的总体表现。
它是由自然视觉影响和经济、社会、文化和心理等多个因素相互交织而形成的。
总体来说，景观格局是指一个区域内由空间形态、物质组成和功能性质等因素共同构成的总体视觉和生态特征，包括了该区域内的地貌、水文、生物、土壤等因素。
它反映了该区域内的自然和人类活动对环境的影响、演变和发展，是一个地区的生态形态的总和。
二、景观格局的作用1.反映生态系统功能景观格局是生态系统运作的重要因素之一，影响着生态系统的结构、功能和稳定性。
一个良好的景观格局能够反映出该区域的生态系统功能、物种多样性、景观生态安全等重要信息。
2.影响土地利用景观格局对土地利用的影响非常显著。
一个良好的景观格局将促进该区域内土地的进行高效合理利用，保护自然生态价值和生产环境。
3.提高生态环境质量景观格局对生态环境质量的影响是非常显著的。
一个良好的景观格局可以提高环境质量，提升该区域内的生态服务能力，例如水源保护、气候调节、土地保持和生物多样性维持等。
三、生态环境中的景观格局特征1.空间尺度多变景观格局的尺度是影响其特征的重要因素之一。
在不同的尺度下，景观格局具有不同的特征。
小尺度下，景观格局的变化具有相对较大的空间异质性；中尺度下，景观格局的特征主要是林地和人造景观；大尺度下，景观格局的特征由峡谷、平原和山地所共同构成。
2.地域差异显著在不同的地域条件下，景观格局具有不同的生态形态。
景观生态学景观格局分析方法ppt课件
H
Pk ln(Pk ) k 1
Hmax
ln(m)
E<=1，当E趋于1时，景观斑块类型分布的均匀程度也 趋于最大。
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B: 景观要素优势度
描述景观由少数几类斑块控制的程度。通 常，较大的D（RD）对应于一个或少数几个斑 块类型占主导地位的景观。 优势度指数D： D = Hmax – H 相对优势度RD： RD = 1 - E = 1 —（H / Hmax）
35
空间自相关分析：检验某一空间变量的取值是否与相 邻空间上该变量的取值大小相关，以及相关程度如何。
空间自相关系数：度量物理或生态学变量在空间上的 分布特征及其对其邻域的影响程度。
若某一空间变量的值随着测定距离的缩小而变得更相 似，则这一变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩 小而更为不同，则这一变量呈空间负相关；若表现出 任何空间依赖关系，则这所测值变量表现出空间不相 关性或空间随机性。
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A: 景观要素斑块形状指数
斑块形状指数D：通过计算某一斑块形状与相 同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其 形状的复杂程度。 以圆为参照：
D P / 2 A
以正方形为参照： D 0.25P / A P为斑块周长；A为斑块面积。斑块的形状
越复杂或越扁长，D的值就越大。
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B: 景观要素斑块分维数
Ni
AIi Aij EAij
j 1
式中
AIi——第i类生境的内部生境总面积；
Aij——第i类生境的斑块平均内部生境面积；
EAij——第i类景观要素第j斑块的边际带面积；
21
平均内部生境面积：该类生境全部斑块内部面积算 术平均值。
1 Ni
生态系统的景观格局与景观生态学
生态系统的景观格局与景观生态学生态系统的景观格局与景观生态学是研究自然和人类活动对地表格局的影响以及生物多样性与生态过程的关系的学科。
随着人类活动的不断扩张和生态问题的日益突出，景观生态学的研究越来越受到重视。
一、引言生态系统的景观格局是指在一定空间尺度上的生物群落、物种组成和环境条件的空间分布的关系。
景观格局反映了生态系统的结构和功能，对于生态系统的稳定性和可持续性至关重要。
二、景观格局的评价指标1. 斑块面积与斑块个数：斑块面积和个数是评价景观格局的重要指标，对于生物多样性和生态过程都有重要影响。
2. 斑块形状及边界：不同形状和边界的斑块对物种迁移、扩散和遗传流动都有着不同的影响。
3. 斑块间的相对位置和距离：斑块间的相对位置和距离会影响到物种的迁移和扩散能力，对于生态过程具有重要影响。
三、景观格局与生物多样性1. 斑块面积与物种多样性：研究表明，大面积的斑块可以容纳更多的物种，而小面积的斑块则容易导致物种灭绝和生境破碎化。
2. 斑块形状与物种丰富度：复杂且规则的斑块形状有利于物种迁移和扩散，从而增加了物种丰富度。
3. 斑块间的距离与物种相似性：较近的斑块间的距离有助于物种之间的相互作用和迁移，从而增加物种相似性。
四、景观格局与生态过程1. 斑块间的连接性：互相联系的斑块能够增加种群的稳定性，减小物种灭绝的风险。
2. 孤岛效应：孤立的斑块容易导致物种灭绝和遗传多样性的丧失，从而影响生态过程的正常运行。
3. 边界效应：边界具有独特的生境条件，对于一些物种来说可以提供重要的资源和栖息地，但也可能导致物种入侵和生态系统的不稳定。
五、景观调控与保护1. 景观规划：合理的景观规划可以优化景观格局，增加斑块间的连接性，减少孤岛效应和边界效应，从而促进生物多样性和生态过程的恢复和保护。
2. 保护区网络建设：建立保护区网络可以增加斑块的面积和个数，提高物种多样性和保护效果。
3. 生态走廊的建设：生态走廊可以连接不同的斑块，促进物种迁移和遗传流动，增加生态系统的连通性。
生态学中的景观格局分析方法
生态学中的景观格局分析方法【前言】生态学是一门较新的学科，其发展与现代化的城市化、经济化、社会化以及全球性环境问题的出现密切相关。
生态系统的研究是生态学的核心，而生态系统的组成和特征以及生态系统演变规律的研究都离不开景观格局分析方法。
本文将从粗览景观格局分析方法、景观格局分析方法的应用、对景观格局分析方法的评价三个角度来探究景观格局分析在生态学研究中的重要性。
【正文】一、粗览景观格局分析方法景观格局分析是地理信息系统（GIS）和遥感技术的重要应用，既是景观生态学的理论基础，也是模拟景观格局变化、预测景观格局演变趋势以及提高景观多样性和生态系统稳定性的重要手段。
景观格局分析方法包括基于空间分析的景观指数和基于时空变化的景观动态分析方法两大类。
基于空间分析的景观指数包括景观多样性指数、面积分维度指数、出现间隔距指数、周围引力指数等等，其中景观多样性指数是最为重要的一个指标。
景观动态分析方法包括直接测量分析、数量化细胞自动机、基于统计模型的分析、生态空间分配评估等等。
二、景观格局分析方法的应用景观格局分析方法在环境评价、生态修复、森林防火、自然保护区规划、城市规划等领域有着广泛的应用。
以下几个案例就说明了这一点。
1、环境评价：景观格局分析方法可以用于环境评价中的生态系统评估，特别是几条河流流经地区的生态承载力等。
2、生态修复：景观格局分析方法可以挖掘生态修复中疏林养护等等问题的深度，以便探究如何开展生态修复。
3、森林防火：景观格局分析方法可以通过森林火险监测和预防，提高环境安全性。
4、自然保护区规划：景观格局分析方法可以有效的保护自然保护区中重要的生物多样性和生态系统服务，提供决策支持。
5、城市规划：景观格局分析方法可以帮助城市规划师确定城市质量，从而提高城市的绿色化和生态效益。
三、对景观格局分析方法的评价目前，景观格局分析方法已经被广泛应用到生态学研究中，但在使用中也存在一些问题。
1、关键数据缺失问题：景观格局分析需要大量的生态数据支持和GIS培训，其中涉及到用到大量的模型参数、经验参数等，所以数据缺失或不准确会直接影响到分析结果。
生态学中的景观格局分析
生态学中的景观格局分析景观格局是指在特定时间和特定空间范围内，自然与人类活动的相互作用所形成的特定生态空间的全貌或基本特征。
生态学中的景观格局分析是一种研究生态系统及其组成部分的空间结构与空间格局的科学方法。
景观格局分析包括了人类活动的种种干扰，是对生态系统整合和修复的必要步骤。
本文将会从景观生态学、景观格局及其分析等角度深入探讨。
一、景观生态学景观生态学是指研究特定时空范围内自然和人文因素相互作用产生的复杂生态系统的科学。
景观生态学研究的对象是人类活动和自然环境的相互作用所形成的生态系统，即有机结构的生态系统。
而景观生态学的研究方法则是从宏观的角度对生态系统整体和局部进行描述、分析，得出生态系统的环境参数、空间结构和演替过程等方面的总体规律。
景观生态学的本质是研究景观格局及其对生态系统的影响，只有掌握了景观格局对生态系统产生的影响，才能开展生态系统的全面调查与评价，对景观格局的合理规划、建设和管理提供科学依据。
二、景观格局景观格局是由不同大小和空间分布的生境、栖息地和生物群落组成的三维空间结构，是自然和人类因素在空间上的分布和互动形成的样式。
它反映了不同物种的栖息和生活状况及其相互关系，是生态系统演化和生物多样性分布的关键因素。
景观格局可从以下四个角度进行分析：1.景观破碎度：景观破碎是指生态系统中的自然或人为因素破坏生境、栖息地和物种的空间关系和生态联系等因素所导致的生境的破碎程度。
较高的景观破碎度可以导致物种流失、生态系统表现出的复杂性减弱、生态系统的稳定性下降等生态问题。
2.景观连通度：景观连通是指生态系统中各个生境、栖息地和物种之间的连通性及其在空间上的分布形式。
较高的景观连通度可以有效促进物种的迁移和交流，增强物种的遗传多样性和适应性，有利于保护生态系统的稳定性。
3.景观结构：景观结构可以分为垂直和水平两个层次。
垂直上的景观结构反映了不同高度层次的不同空间结构和生物量，水平上的景观结构反映了不同物种栖息和生活的空间分布及其相互关系。
景观生态学第六章
2.聚集格局景观
聚集格局景观定义：是指景观要素向某一点或 线聚集的景观类型，也包括景观要素由某一点或线 向外扩展形成的景观。 （1）群集格局（cluster pattern） 指一类景观要素 向某一点聚集的景观格局。 （2）线状格局（linear pattern） 指一类景观要素 向某一线聚集的景观格局。 （3）交错格局（interlaced pattern） 由于斑块之 间的边界呈不规则状，从而使得景观要素之间出现 相互交叉的景观格局。
二、景观格局分析空间取样方法 一般按照一定的规则和要求，通过取样（ sampling）获得一定数量的样品组成样本 ，再对样本进行分析从而推断总体属性。 通常采用典型取样、机械取样和分层取样 法。
[知识链接6-3]应用GIS进行景观格局分析数据取 样 1.统一网格样方取样法 2.样方取值的计算方法 3.统一网格样点取样法
（4）放射格局 指某类斑块由中心向四周 放射状延伸的景观格局。 （5）水系格局 各级河流廊道向流域延伸 所组成的一种特殊的网状格局。 （6）指状格局 （或掌状格局） 指一类景 观要素由中心向某一方向或四周延伸的景 观格局。
3.随机格局景观
随机格局景观（random pattern landscape） 是指所有或某类景观要素在景观内按一定的统计 规律随机分布的景观类型。 （1）散点格局（plot-scattered pattern） 由点 缀在基质里的点状地物随机分布构成的景观格局。 （2）散斑格局（patch-scattered pattern，或 块状格局） 少数景观要素随机分布在占优势的 基质内所形成的景观格局。 （3）镶嵌格局（mosaic pattern） 由大小相差 不多、形状不规则的斑块随机分布构成的景观格 局。
[知识链接6-2]景观生态安全格局的识别 1、源的确定 2、建立阻力面 3、根据阻力面判别景观生态安全格局
景观格局分析
景观格局分析
景观格局分析是指对一个地区的景观元素进行整体和系统化的分析，以了解其空间组织结构、功能结构和景观特征，并从中提取出地区的发展潜力。
景观格局分析通常涉及以下几个方面：
1. 空间组织结构：通过分析地区内不同景观元素的空间分布和相互关系，了解地区的整体结构。
例如，可以考察不同景观要素的连续性、分布的均匀性和集聚程度等。
2. 功能结构：景观格局分析还包括对景观要素的功能结构进行研究。
通过分析不同景观元素的功能分布和空间关系，可以了解地区的功能组织方式和功能分布特点。
例如，可以分析土地利用类型的分布和相互关系，了解地区的用地结构和发展方向。
3. 景观特征：景观格局分析还需要对景观要素的特征进行分析。
这包括景观单元的形态特征、物质组成和生态过程等方面的研究。
例如，可以分析景观元素的形状、大小、高度等形态特征，了解地区的景观格局和景观变化情况。
景观格局分析主要用于城乡规划、景观生态学和自然资源管理等领域。
通过对景观格局的深入分析，可以为地区的发展提供科学依据和决策支持。
景观生态学中的格局分析现状、困境与未来
景观生态学中的格局分析现状、困境与未来一、本文概述景观生态学作为生态学的一个重要分支，主要研究景观的空间格局、动态变化及其与生态学过程的相互关系。
其中，格局分析在景观生态学中占据着举足轻重的地位。
本文旨在深入探讨景观生态学中格局分析的当前研究现状、所面临的困境以及未来的发展趋势。
通过对格局分析的基本概念、研究方法、应用领域进行概述，我们将揭示格局分析在景观生态学中的核心价值和重要地位。
本文还将分析当前格局分析所面临的挑战，如数据获取与处理、分析方法的选择与优化等，并提出相应的解决策略。
我们将展望格局分析在景观生态学中的未来发展方向，以期为相关研究和实践提供有益的参考和启示。
二、景观生态学中的格局分析现状景观生态学作为研究景观结构和功能、动态变化及其相互关系的学科，其格局分析是核心研究内容之一。
目前，格局分析在景观生态学中得到了广泛应用，不仅涉及自然生态系统，还涵盖了城市、农业等人工或半人工景观。
技术方法的进步：随着遥感、地理信息系统（GIS）和数学模型等技术的发展，格局分析的手段越来越多样化。
高分辨率遥感影像的获取和处理技术使得研究者能够更精确地识别景观中的斑块、廊道和基质等要素，进而分析它们的空间配置和动态变化。
数据资源的丰富：大数据时代的来临为景观格局分析提供了海量的数据资源。
时间序列的遥感影像、生态监测数据以及社会经济数据等，为深入研究景观格局与生态过程的关系提供了数据支撑。
多学科交叉融合：景观格局分析不再局限于生态学领域，而是与地理学、环境科学、城市规划等多学科交叉融合，共同推动格局分析的理论创新和方法发展。
案例分析与实践应用：众多案例分析表明，格局分析在生态修复、城市规划、土地利用管理等领域有着广泛的应用前景。
例如，通过格局分析可以识别关键生态区域，为生态保护和恢复提供科学依据；在城市规划中，格局分析有助于优化城市空间结构，提升城市生态环境质量。
尽管格局分析在景观生态学中取得了显著进展，但仍存在一些问题。
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4）数据类型选择
*数据选择的主要方式： 1) 目标导向型方式：据研究目标涉及的时空尺度 要求进行数据选择； 2) 对象导向型方式：据研究对象的时间与空间分 布特征进行数据选择； 3) 方法导向型方式：据方法对数据特性的要求进 行数据选择。
4）数据类型选择
*数据类型选择的核心问题：尺度效应
1) 数据特性的直接应用：不同传感器数据的对比分析； 2) 结合其他方法进行实验：将尺度转换方法结合到遥 感数据应用中(分辨率转换)； 3) 研究单元的确定：分辨率实验(窗口转换)；
D：SPOT数据(5～15m分辨率)
E：QUICKBIRD(IKNOS)(2m分辨率)
2) 航空相片：一般为1～5m分辨率
4）数据类型选择
*遥感数据选择需要考虑的几个数据属性 1) 类型：遥感平台类型、数据表达类型 2) 范围：地表覆盖范围、目标客体涵盖范围 3) 分辨率水平：目标细节的表现水平 4) 时段：数据获取的时间、不同时段的分布情况
景观生态分类：实际就是从功能着眼，从结构着手，
对景观生态系统类型的划分。
一、景观生态分类
景观生态分类的原则： 综合性原则、主导因子原则、
实用性原则、等级性原则等
主要景观分类系统介绍：生态-土地分类、景观性质分
类、生态流的景观分类、人类影响强度的景观分类
案例研究：黄河三角洲湿地景观分类、毛乌素沙地景观
信息提取(解译)
景观分布图
景观格局分析
为何进行景观格局分析？
景观格局分析
可以数量化地分析景观要素的结构特征及其相
互间的空间分布关系；
在看似简单无序的斑块镶嵌景观上，发现潜在
的、有意义的规律性及其形成机制；
从而成为进一步研究景观功能和动态的基础。
怎样对景观格局进行分析？
ERDAS9.0 遥感软件：
四、功能性分类和结构性分类
结构性分类：是景观生态分类的主体部分，包括系统 单元个体的确定、类型划分和等级体系的建立，是以景 观生态系统的固有结构特征为主要依据。 景观生态系统特征可以分4个方面来考察：空间形态、 空间异质性组合、发生过程、生态功能。
五、实验与观察
通过实验与观察获得数据，用于解释景观现象中的
Chapter 6
景观格局分析
四川农业大学 ——土地资源管理系
主要内容：
景观格局分析概述
景观指数
空间统计学方法
可塑性面积单元问题
景观格局分析中的误差问题
格局分析中的挑战性问题
教学目的和重点难点
教学目的：掌握景观格局分析方法的含义及其意义， 了解景观空间格局分析的基本步骤；熟悉各特征指数
的计算方法及其生态意义；了解格局分析中误差的来
因果联系，使景观生态学研究走向严谨化，是目前该
学科发展的一个重要课题。
五、实验与观察
1) 自然格局观察→关注自然现象
2) 人文格局观察→关注人文现象 3) 景观综合实验→设立景观尺度的调查样地，获
取实验数据
4) 小尺度实验→利用一些小动物在理想条件下进 行实验
野外调查与观测
定位和对参考资料的研究
与国家基本比例尺 地形图保持一致 。
*景观生态研究数据获取的基本手段 1 样地调查
乔木调查
灌木调查
草本调查
2 样 线 调 查
3 区域定点普查
4 景观研究中经常使用的遥感数据类型
1) 卫星影像数据
A：AVHRR数据(1.1km分辨率) B：MSS数据(70m分辨率)
C：TM数据(30m分辨率)，ETM(15m分辨率)
航片浏览、分析，初步图
例准备
初步影像解译和综合
野外调查与采样 最终景观图的绘制 评价
数字高程模型 (DEM) ： 它是用一组有序数值 阵列形式表示地面高
程的一种实体地面模
型。一般认为， DTM 是描述包括高程在内
DEM
的各种地貌因子。
数字正射影像图 (DEM) 是 数 字 化 航 空 像片，按国家基本比 例尺地形图图幅范围 剪裁生成的数字正射 影像数据集。它是同
景观数据获取和分析流程
GIS技术平台 (Mapgis、Erdas)
影像数据 数据图像处理 (波段选择、几何校正等) 叠加分析 辅助统计数据 (地形图、行政区划图等) 矢量扫描 数字化处理 基础数据处理 (坐标、分类等) 建立拓扑关系图 变化信息 GPS野外检验 格局动态变化分析 指数模型 动态模型
间分异和组织关联，揭示其空间结构与生态功能特征，
1) 目的和特点：
在于综合反映景观的形态和发生两方面特征。一般 在单元确定中，以功能关联为基础；在类群归并中， 以空间形态作指标。
三、景观生态分类
2) 内容
对单元空间范围的界定和等级水平的确定，是景观 生态分类的主要部分。 在个体单元确定的基础上，依据一定的发生特征及 其指标，对其层次单元进行类群归并，是景观生态分
i 1 j 1 m n
p
ij
m
n
ij
aij
1 1 ] [1 ] 100 A
pii为斑块ij用像元表面积测算的周长； aij为第ij用用像元 测算的面积；A为该景观的像元总数。
第二节 景观指数(类型水平)
形状指标 (周长与等面积的圆周长比) 内缘比例 (斑块周长与斑块面积比)
g ln p ik i g ik k 1 2 ln m
m
gik k 1 100
m
pi为类型i在整个景观中所占的比例；gik为类型i和k中邻近 的斑块数；m为该景观中所有景观类型的数目。
gi AI [ ] 100 max gii
gii为根据单一算法类型i相邻的斑块数聚集度指数反映景 观中不同斑块的非随机性或聚集程度。
第二节 景观指数(类型水平)
斑块结合度指数：反映该类型斑块的物理连通性，0≤
COHESION＜100。
COHESION [
p
i 1 j 1
Max (a1a 2 an ) LPI (100 ) A
大于0，小 于等于100 景观的 总面积
各类型 景观
第二节 景观指数(类型水平)
面积周长分维度指数：1≤ PAFRC≤2，当PAFRC趋于1 时，斑块趋于方形；趋于2时，斑块的形状趋于卷绕。
PAFRAC 2 [ni (ln pij ln aij )] [ (ln pij ) ln aij )]
尺度对景观多样性的影响
景观多样性随尺度的增加而减少，且多样性指数越小， 其变化幅度就越大。
最佳尺度选择？
河北坝上土地利用变化(1987-1996)
1980
1988
尺度？
城镇用地 林地 果园 稻田 水域 湿地 灌草地
1994
裸地
第二节 景观指数(类型水平)
斑块面积
各类斑块数目
各类斑块所占比例
斑块的平均面积 斑块密度：用来测定 单位面积内某一类型的 斑块数
二、景观指数(类型水平)
斑块周长
边界密度：景观中斑块
边界总长度除以总面积
再乘以106转化成km2
形状指标 ( 周长与等面
积的圆周长比)
内缘比例 ( 斑块周长与
斑块面积比)
第二节 景观指数(类型水平)
最大斑块指数：景观中最大斑块的面积除以总面积 乘以100转化成百分比。
4）数据类型选择
*数据类型选择的核心问题：尺度效应
4) 分辨率水平选择不当，将导致数据冗余或对象 细节显示度不足； 5) 不同尺度的生态学现象的尺度转换规则，尚无 法建立； 6) 时空尺度的分辨率水平应与空间范围适宜性统 一。
5）景观尺度分析
尺度交换分析与尺度效应
尺度交换分析：是指小尺度上的景观经过尺度的筛选 重新组合而形成较大尺度上景观格局的过程； 尺度效应：是指随着尺度的增加而造成的景观格局的 简单化，景观多样性的减少等。
时具有地图几何精观真实等优点。
数字线划地图(DLG)：是现有地形图要素的矢量数据 集，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息，全面 地描述地表目标 。
数字栅格地图
(DRG) 是 现 有 纸 质
地形图经计算机处
理后得到的栅格数
据文件。在内容上、
几何精度和色彩上
第二节 景观指数(景观水平)
斑块总数
斑块密度 景观形状指数 面积周长分维度指数 聚集度指数
二、景观指数(景观水平)
景观蔓延度指数： 当一个单一类型占该景观
大部分比例时，该指数就大，反之亦然。
m m p i gik i 1 k 1 CONTAG 1
类型的划分。
Z.Naveh根据能量、物质和信息提出的景观系统分类
二、土地分类方法
科学的土地分类始于 20世纪30年代。当时的德、 苏、英、美等国都开展了比较广泛的土地和景观研究。 经过60多年的发展，土地分类内容不断扩展，方法层 出不穷，现存的各种土地分类中，就其对土地内在属 性认识的差异，选择分类的指标和要素不同，大致可 以划分为发生法、景观法和景观生态法3种
二、土地分类方法
发生法：是着眼于土地的形成过程，以发生的关联 与相似性为依据进行分类； 景观法：是通过土地空间形态相似相异性的识别进 行土地分类的方法； 景观生态分类：是在景观法中叠加了发生法的优点， 旨在得到一种更为综合和实用的土地分类。
三、景观生态分类
通过分类系统的建立，全面反映一定区域景观的空 以此作为景观生态评价和规划管理的基础。
类的另一重要部分。
三、景观生态分类
三、景观生态分类
3) 分类体系与指标
选取
根据景观生态
分类的特征及指标
选取，分类体系的