部分景观指数及其生态学含义

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fragstats软件中景观格局指标解读

景观指数英文及简称索引二景观指数英文及简称索引最近整理的Fragstats3.3软件Grid格式下可以计算的景观指数，希望大家共同学习探讨（注：每个景观指数包含的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位）一、面积指标1.Area/Perimeter①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥02.Isolation/Proximity①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——%3.Area/Density/Edge①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100]③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——%二、密度大小及差异1.Area/Density/Edge①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area （Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%)④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m三、边缘指标1.Area/Perimeter①PERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Perimeter——斑块周长（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——m ≥0②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m2.Contrast①EDCON(同上)——Edge Contrast Index——边缘对比度——斑块——%3.Area/Density/Edge①TE——Total Edge——总边缘长度——类型/景观——m②ED——Edge Density——边缘密度——类型/景观——m/ha4.Contrast①CWED——Contrast-Weighted Edge Density——对比度加权边缘密度——类型/景观——m/ha②TECI——Total Edge Contrast Index——总边缘对比度——类型/景观——%③ECI(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MECI、AWMECI)——Edge Contrast Index（Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）——边缘对比度（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（平均边缘对比度、面积加权平均边缘对比度）——类型/景观——%（%，%）四、形状指标1.Shape①PARA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无②SHAPE(同上)——Shape Index——形状指标——斑块——无③FRACT(同上)——Fractal Dimension Index——分维数——斑块——无[1,2]④CRICLE(同上)——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——斑块——无⑤CONTIG(同上)——Contiguity Index——聚集指数——斑块——无2.Area/Density/Edge①LSI——Landscape Shape Index——景观形状指数——类型/景观——无②NLSI——Normalize LSI——标准化景观形状指数——类型——无3.Shape①PAFRAC——Perimeter Area Fractal DImension——边缘面积分维——类型/景观——无②PARA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）——类型/景观——无③SHAPE(同上)(MSI、AWMSI)——Shape Index(Mean Shape Index、Area-Weighted Mean Shape Index)——形状指数（平均形状、面积加权的平均形状指标）——类型/景观——无④FRAC(同上)(MPFD、AWMPFD)——Fractal Dimension Index(Mean Patch Fractal Dimension、Area-Weighted Patch Fractal Dimension)——分维数（平均斑块分维数、面积加权的平均斑块分维数）——类型/景观——无[1,2]⑤CRICLE(同上))——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——类型/景观——无⑥DLFD——Double Log Fractal Dimension——双对数分维数——类型/景观——无五、核心面积指标1.Core Area①Core(CSD、CPS/LSD、LPS)——Core Area——核心斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha②NCORE(同上)——Number of Core Area——核心斑块数量——斑块——n ≥1③CAI(同上)——Core Area Index——核心斑块面积比指标——斑块——%2.Core Area①TCA——Total Core Area——核心斑块总面积——类型/景观——ha②CPLAND(C%LAND)——Core Area Percentage of Landscape——核心斑块占景观面积比——类型——%③NDCA——Number of Disjunct Core Area——独立核心斑块数量——类型/景观——n④DCAD——Disjunct Core Area Density——独立核心斑块密度——类型/景观——n/100ha⑤CORE(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MCA1、CASD1、CACV1)——Core Area(Mean Core Area、Core Area Standard Deviation、Core Area Coefficient of Variation)——核心斑块面积（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（平均核心斑块面积、核心斑块面积方差、核心斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha,ha,%)⑥DCA(同上)(MCA2、CASD2、CACV2)——Disjunct Core Area——独立核心斑块面积（平均独立核心斑块面积、独立核心斑块面积方差、独立核心面积均方差）——类型/景观——ha(ha,ha,%)⑦CAI(同上)(MCAI)——Core Area Index(Mean Core Area Index)——核心斑块指标（平均核心斑块指标）——类型/景观——%六、邻近度指标1.Isolation/Proximity①PROXIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Proximity Index——邻近度（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无②SIMI(同上)——Similarity Index——相似度——斑块——无③ENN(同上)——Euclidean Nearest Neighbor Index——欧几里得最邻近距离——斑块——m2.Isolation/Proximity①PROXIM(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPI)——Proximity Index(Mean Proximity Index)——邻近度（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（平均邻近度指标）——类型/景观——%(%) ≥0②SIMI(同上)——Similarity Index——相似度——类型/景观——无③ENN(同上)(MNN、NNSD、NNCV)——Euclidean Nearest NeighborIndex(Mean Euclidean Nearest-Neighbor Index、Euclidean Nearest-Neighbor Index Standard Deviation、Euclidean Nearest-Neighbor Index Coefficient of Variation)——欧几里得最邻近距离（平均最近距离、最邻近距离方差、最邻近距离标准差）——类型/景观——m(m,m,%) ＞0七、多样性1.Diversity①PR——Patch Richness——斑块多度（景观丰度）——景观——n ≥1②PRD——Patch Richness Density——斑块多度密度——景观——n/100ha③RPR——Relative Patch Richness——相对斑块多度——景观——%④SHDI——Shannon's Diversity Index——香农多样性指标——景观——无⑤SIDI——Simpson's Diversity Index——Simpson多样性指标——景观——无⑥MSHDI——Modified Simpson's Diversity Index——修正Simpson多样性指标——景观——无⑦SHEI——Shannon's Evenness Index——香农均匀度指标——景观——无[0,1]⑧SIEI——Simpson's Evenness Index——Simpson均匀度指标——景观——无⑨MSIEI——Modified Simpson's Evenness Index——修正Simpson均匀度指标——景观——无八、聚散性1.Contagion/Interspersion①CLUMPY——Clumpiness——丛生度——类型——%②PLADJ——Proportion of Like Adjacency——相似毗邻百分比——类型/景观——% （0,100]③AI——Aggregation Index——聚集度指数——类型/景观——% （0,100]④IJI——Interspersion Juxtaposition Index——散布于并列指数——类型/景观——% （0,100]⑤DIVISION——Landscape Division Index——景观分割度——类型/景观——% （0,100]⑥SPLIT——Splitting Index——分离度指数——类型/景观——% （0,100]⑦MESH——Effective Mesh Size——有效粒度尺寸——景观——% （0,100]2.Connectivity①COHESION——Patch Cohesion Index——斑块结合度——类型/景观——% （0,100]②CONNECT——Connectance Index——连接性指数——类型/景观——% （0,100]3.Contagion/Interspersion①CONTAG——Contagion Index——蔓延度指数——景观——% (0,100]（注：以上仅为参考，具体仍需查阅专业文献）三各种景观指数的生态学含义1.拼块类型面积（CA），单位：ha，范围：CA>0公式描述：CA等于某一斑块类型中所有斑块的面积之和（m2），除以10000后转化为公顷（ha）；即某斑块类型的总面积。

较全的景观指数公式

景观指数（1）斑块类型指数①斑块所占景观面积的比例（PLAND）式中：ij a——斑块ij的面积；A——所有景观的总面积。

PLAND度量的是景观的组分。

它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。

其值趋于0时,说明景观中此斑块类型变得十分稀少，其值等于100时，说明整个景观只由一类斑块组成。

②斑块密度（PD）式中：i n——第i类景观要素的总面积；A——所有景观的总面积。

斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。

③周长面积分维数（PAFRAC）式中：ij a——斑块ij的面积；p——斑块ij的周长；i n——斑块ij数目。

PAFRAC反映了不同空间尺度的性状的复杂性。

分维数取值范围一般应在1—2之间，其值越接近1，则斑块的形状就越有规律，或者说斑块就越简单，表明受人为干扰的程度越大；反之，其值越接近2，斑块形状就越复杂，受人为干扰程度就越小。

④斑块聚合度（AI）式中：ii g——相应景观类型的相似邻接斑块数量AI基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。

当某类型中所有像元间不存在公共边界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。

（2）总体景观指数①香农多样性指数（SHDI）式中：i p——景观斑块类型i 所占据的比率；香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。

另外在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。

如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其步定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。

②蔓延度（CONTAG）式中：i p——i类型斑块所占的面积百分比；ik g——i类型斑块和k类型斑块毗邻的数目；m——景观中的斑块类型总数目。

fragstats软件中景观格局指标解读

景观指数英文及简称索引二景观指数英文及简称索引最近整理的软件Grid格式下能够计算的景观指数，希望大伙儿一起窗习探讨（注：每一个景观指数包括的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位）一、面积指标/Perimeter①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥0/Proximity①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——%/Density/Edge①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100]③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——%二、密度大小及不同/Density/Edge①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area（Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、转变范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%)④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m三、边缘指标/Perimeter①PERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Perimeter——斑块周长（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——m ≥0②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m①EDCON(同上)——Edge Contrast Index——边缘对照度——斑块——%/Density/Edge①TE——Total Edge——总边缘长度——类型/景观——m②ED——Edge Density——边缘密度——类型/景观——m/ha①CWED——Contrast-Weighted Edge Density——对照度加权边缘密度——类型/景观——m/ha②TECI——Total Edge Contrast Index——总边缘对照度——类型/景观——%③ECI(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MECI、AWMECI)——Edge Contrast Index （Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）——边缘对照度（平均、面积加权平均、中值、转变范围、方差、均方差）（平均边缘对照度、面积加权平均边缘对照度）——类型/景观——%（%，%）四、形状指标①PARA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无②SHAPE(同上)——Shape Index——形状指标——斑块——无③FRACT(同上)——Fractal Dimension Index——分维数——斑块——无[1,2]④CRICLE(同上)——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——斑块——无⑤CONTIG(同上)——Contiguity Index——聚集指数——斑块——无/Density/Edge①LSI——Landscape Shape Index——景观形状指数——类型/景观——无②NLSI——Normalize LSI——标准化景观形状指数——类型——无①PAFRAC——Perimeter Area Fractal DImension——边缘面积分维——类型/景观——无②PARA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（平均、面积加权平均、中值、转变范围、方差、均方差）——类型/景观——无③SHAPE(同上)(MSI、AWMSI)——Shape Index(Mean Shape Index、Area-Weighted Mean Shape Index)——形状指数（平均形状、面积加权的平均形状指标）——类型/景观——无④FRAC(同上)(MPFD、AWMPFD)——Fractal Dimension Index(Mean Patch Fractal Dimension、Area-Weighted Patch Fractal Dimension)——分维数（平均斑块分维数、面积加权的平均斑块分维数）——类型/景观——无 [1,2]⑤CRICLE(同上))——Related Circumscribing Circle——相关外接圆——类型/景观——无⑥DLFD——Double Log Fractal Dimension——双对数分维数——类型/景观——无五、核心面积指标Area①Core(CSD、CPS/LSD、LPS)——Core Area——核心斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha②NCORE(同上)——Number of Core Area——核心斑块数量——斑块——n ≥1③CAI(同上)——Core Area Index——核心斑块面积比指标——斑块——%Area①TCA——Total Core Area——核心斑块总面积——类型/景观——ha②CPLAND(C%LAND)——Core Area Percentage of Landscape——核心斑块占景观面积比——类型——%③NDCA——Number of Disjunct Core Area——独立核心斑块数量——类型/景观——n④DCAD——Disjunct Core Area Density——独立核心斑块密度——类型/景观——n/100ha⑤CORE(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MCA1、CASD1、CACV1)——Core Area(Mean Core Area、Core Area Standard Deviation、Core Area Coefficient of Variation)——核心斑块面积（平均、面积加权平均、中值、转变范围、方差、均方差）（平均核心斑块面积、核心斑块面积方差、核心斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha,ha,%)⑥DCA(同上)(MCA2、CASD2、CACV2)——Disjunct Core Area——独立核心斑块面积（平均独立核心斑块面积、独立核心斑块面积方差、独立核心面积均方差）——类型/景观——ha(ha,ha,%)⑦CAI(同上)(MCAI)——Core Area Index(Mean Core Area Index)——核心斑块指标（平均核心斑块指标）——类型/景观——%六、临近度指标/Proximity①PROXIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Proximity Index——临近度（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无②SIMI(同上)——Similarity Index——相似度——斑块——无③ENN(同上)——Euclidean Nearest Neighbor Index——欧几里得最临近距离——斑块——m/Proximity①PROXIM(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPI)——Proximity Index(Mean Proximity Index)——临近度（平均、面积加权平均、中值、转变范围、方差、均方差）（平均临近度指标）——类型/景观——%(%) ≥0②SIMI(同上)——Similarity Index——相似度——类型/景观——无③ENN(同上)(MNN、NNSD、NNCV)——Euclidean Nearest NeighborIndex(Mean Euclidean Nearest-Neighbor Index、Euclidean Nearest-Neighbor Index Standard Deviation、Euclidean Nearest-Neighbor Index Coefficient of Variation)——欧几里得最临近距离（平均最近距离、最临近距离方差、最临近距离标准差）——类型/景观——m(m,m,%) ＞0七、多样性①PR——Patch Richness——斑块多度（景观丰度）——景观——n ≥1②PRD——Patch Richness Density——斑块多度密度——景观——n/100ha③RPR——Relative Patch Richness——相对斑块多度——景观——%④SHDI——Shannon's Diversity Index——香农多样性指标——景观——无⑤SIDI——Simpson's Diversity Index——Simpson多样性指标——景观——无⑥MSHDI——Modified Simpson's Diversity Index——修正Simpson多样性指标——景观——无⑦SHEI——Shannon's Evenness Index——香农均匀度指标——景观——无[0,1]⑧SIEI——Simpson's Evenness Index——Simpson均匀度指标——景观——无⑨MSIEI——Modified Simpson's Evenness Index——修正Simpson均匀度指标——景观——无八、聚散性/Interspersion①CLUMPY——Clumpiness——丛生度——类型——%②PLADJ——Proportion of Like Adjacency——相似毗邻百分比——类型/景观——% （0,100]③AI——Aggregation Index——聚集度指数——类型/景观——% （0,100]④IJI——Interspersion Juxtaposition Index——散布于并列指数——类型/景观——% （0,100]⑤DIVISION——Landscape Division Index——景观分割度——类型/景观——% （0,100]⑥SPLIT——Splitting Index——分离度指数——类型/景观——%（0,100]⑦MESH——Effective Mesh Size——有效粒度尺寸——景观——% （0,100]①COHESION——Patch Cohesion Index——斑块结合度——类型/景观——% （0,100]②CONNECT——Connectance Index——连接性指数——类型/景观——% （0,100]/Interspersion①CONTAG——Contagion Index——蔓延度指数——景观——% (0,100]（注：以上仅为参考，具体仍需查阅专业文献）三各类景观指数的生态学含义1.拼块类型面积（CA），单位：ha，范围：CA>0公式描述：CA等于某一斑块类型中所有斑块的面积之和（m2），除以10000后转化为公顷（ha）；即某斑块类型的总面积。

景观指数

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6、景观指数的尺度效应
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空间异质性(spatial heterogeneity) 是指某种生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。他是一种多尺度上普遍存在的自然甚至社会、文化现象。在生态学中，尺度通常是指空间或时间幅度(extent)或粒度(grain)。即，空间幅度、时间幅度、空间粒度、时间粒度。
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Thank You!
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其中，A为景观中斑块总面积，E为总周长。
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当景观中只有一个斑块且为正方形时， SQP=0，当景观中斑块形状越来越复杂或偏离正方形时，SQP增大，渐趋于1。显然， SQP于LSI之间有直接的数量关系，即：
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3.8 景观聚集度指数（contagion index ）
/landeco/research/fragstats/frag stats.html
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5、景观指数应用举例
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5.1、用于两种景观的对比
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5.2、景观格局指数可以用来定量地描述和监测景观的结构特征随时间的变化。
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Hulshoff认为景观指数可划分为：（1）景观格局指数（如：斑块类型、数量及形状指数）（2）变化指数（如：斑块数目变化率等）
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Turner等认为，景观指数可分为：（1）斑块数目与大小（2）斑块分维数（3）景观要素之间的边缘数和多样性（4）优势度与蔓延度
均匀度指数E反映景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示。以Shannon多样性指数为例，均匀度可表达为：

Fragstats 使用说明

现在景观格局研究普遍采用Fragstats3.3软件计算格局指数，我在写文章的过程中也使用了这一软件，期间也遇到不少问题，幸得高人指点和自己不断摸索（当时网上鲜有使用方法），终于把数据算出来了，现在把使用过程中遇到的一些问题与方法写出来，希望对后来者有些帮助，在写这个的过程中，参考了一些朋友的意见。

Fragstats 33软件的安装如果你装了arcgis软件，那么Fragstats 3.3可以直接使用。

下载下来的文件解压缩后，双击便可以使用，注意，要保证你的ArcGIS是运行的状态。

环境变量的设置打开软件后，看你的是“ARCGRID disabled”还是“ARCGRID enabled”，如果是后则，可以直接使用，如果是前者，学要设置环境变量。

步骤：我的电脑->属性->高级->环境变量，在系统变量那里，新建，变量名为path，变量值为X:\ESRI\AV_GIS30\ARCVIEW\BIN32，X为Arcview安装所在的盘符。

或者是C:\Program Files\ArcGIS\Bin，C为Arcview安装所在的盘符，一般默认安装在C盘上。

这样你的软件就能用了。

数据准备因为这个软件支持的是grid格式的数据，所以需要将手上的coverage、shape文件转换为grid格式的文件，用来运算。

转换可以在Arcview里面进行，或者Arcmap都可以。

以Arcmap 为例：A、调出B、转换为grid：feature to raster如果想要grid按照你所设定的形状进行计算，可以进行裁剪。

且可以保证背景的完整性。

以Arcview为例：ert to Grid来生成。

加载空间分析模块的方法：File->Extensions，选择Spatial Analyst，ok。

属性文件的制定新建txt文件，格式如下：ClassID , ClassName , Status , isBackground1 , shrubs , true , false2 , conifers , true , false3 , deciduous , true , false4 , other , false , true注意：每个之间用空格键和逗号隔开。

较全的景观指数公式

景观指数（1）斑块类型指数①斑块所占景观面积的比例（PLAND ）()1001A a P PLAND n j iji ∑===式中：——斑块的面积；——所有景观的总面积。

ij a ij A PLAND 度量的是景观的组分。

它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。

其值趋于0时,说明景观中此斑块类型变得十分稀少，其值等于100时，说明整个景观只由一类斑块组成。

②斑块密度（PD ） ()()10010000A n PN i =式中：——第类景观要素的总面积；——所有景观的总面积。

i n i A 斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。

③周长面积分维数（PAFRAC ） ()2112111ln ln ln ln 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑∑∑∑=====n j ij n j ij i n j ij n j ij n j ij ij ij p p n a p a p n PAFRAC 式中：——斑块的面积；——斑块的周长；——斑块数目。

ij a ij ij p ij i n PAFRAC 反映了不同空间尺度的性状的复杂性。

④斑块聚合度（AI ）)100(max ⎦⎤⎢⎣⎡→=ii ii g g AI 式中：——相应景观类型的相似邻接斑块数量ii g AI 基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。

当某类型中所有像元间不存在公共边界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。

（2）总体景观指数①香农多样性指数（SHDI ）()i i m i p p SHDI ln 1∑=-=式中：——景观斑块类型所占据的比率；i p i 香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。

景观生态学指数

斑块密度PD:
PD=N/A
式中，N—景观中斑块类型的数量，A—景观总面积。

单位面积上的斑块数，是描述景观破碎化的重要指标。

PD越大，破碎化程度越大。

香浓多样性指数SHDI:
SHDI=−(P i∗lnP i)
m
i=1
式中，Pi—景观斑块类型i所占据的比率；m—景观中斑块类型的数量。

反映景观异质性，在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，是一个敏感指标。

如在一个景观系统中，土地利用类型越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI也越高（SHDI≥0）。

Simpson多样性指标SIDI:
SIDI=1−P i2
m
i=1
香浓均匀度指数SHEI:
SHEI=−(P i∗lnP i) m
i=1
辛普森均匀度指数SIEI:
SIEI=1−Pi2
m
i=1。

Fragstats软件中各生态景观指数详述

1、指数的选择 :Fragstats/select patch(class、land)metrics指数一共有三个级别，path、class、landscape 三个级别。

不同级别对应不一样的指数，对应着不一样的生态学意义。

因此选择指数的时候，必定要清楚所选择的指数对应的级别。

2、整理的 Fragstats中能够计算的景观指数注：每个景观指数包括的信息挨次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位一、面积指标1.Area/Perimeter①AREA(AREA-CSD 、AREA-CPS 、AREA-LS 、AREA-LPS) —Patch Area——斑块面积（种类水平方差、百分比 /景观水平方差、百分比）——斑块—— ha(ha、%) ≥0；2.Isolation/Proximity①LSIM —Landscape Similarity Index —斑块相像系数—斑块—%；3.Area/Density/Edge①CA—— Total Class Area——斑块种类面积——种类—— ha＞0；②PLAND(%LAND) —— Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比率——种类—— % [0，100]；③TA—— Total Landscape Area——景观面积——景观—ha＞ 0；④LPI —— Largest Patch Index—最大斑块指数—种类 /景观—%；二、密度大小及差别1.Area/Density/Edge①NP—— Number of Patches——斑块数目——种类 /景观—— n ≥1；②PD—— Patch Density——斑块密度——种类 /景观—— n/100ha；③AREA(AREA-MN、AREA-AM、AREA-MD、AREA-RA、AREA-SD 、AREA-CV)(MPS 、PSSD、PSCV)—— Patch Area（Patch Area Mean / Mean Patch Size、Patch Area Standard Deviation / Patch Size Standard Deviation、Patch Area Coefficient of Variation / Patch Size Coefficient of Variation）——斑块面积（均匀斑块面积、面积加权均匀斑块面积、斑块面积中值、斑块面积范围、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）（均匀斑块面积、斑块面积标准差、斑块面积变异系数）——种类 /景观—— ha(ha，%，%)；④GYRA( 同上 )—Radius of Gyration—盘旋半径—种类 /景观—m；三、边沿指标1.Area/Perimeter①PERIM(CSD 、CPS/LSD、 LPS)—— Patch Perimeter——斑块周长（种类水平方差、百分比 /景观水平方差、百分比）—斑块—m ≥0；②GYRA( 同上 )—— Radius of Gyration——盘旋半径—斑块—m；2.Contrast①EDCON( 同上 )—— Edge Contrast Index—边沿对照度—斑块—%；3.Area/Density/Edge①TE—— Total Edge——总界限长度——种类 /景观—— m；②ED—— Edge Density——边沿密度——种类 /景观—— m/ha；4.Contrast①CWED —— Contrast-Weighted Edge Density——对照度加权边沿密度——种类 /景观—— m/ha；②TECI —Total Edge Contrast Index—总边沿对照度—种类 /景观—%；③ECI(MN 、AM 、MD 、RA、SD、CV)(MECI 、AWMECI) ——Edge Contrast Index（Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）——边沿对照度（均匀、面积加权均匀、中值、变化范围、方差、变异系数）（均匀边沿对照度、面积加权均匀边沿对照度）——种类 /景观—— %（ %，%）；四、形状指标1.Shape①PARA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Perimeter Area Ratio——周长面积比（种类水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）—斑块—无；②SHAPE(同上 )—— Shape Index——形状指标——斑块——无；③FRACT( 同上 )—— Fractal Dimension Index—分维数—斑块—无；④CRICLE( 同上 )—— Related Circumscribing Circle—近圆形形状指数——斑块——无；⑤CONTIG( 同上 )—— Contiguity Index——邻近指数——斑块——无；2.Area/Density/Edge①LSI — Landscape Shape Index—景观形状指数—种类 /景观—无；②NLSI —— Normalize LSI ——归一化景观形状指数—种类—无；3.Shape①PAFRAC—— Perimeter Area Fractal Dimension——周长面积分维——种类 /景观——无；②PARA(MN 、AM 、MD 、RA、SD、CV) —— Perimeter Area Ratio——周长面积比（均匀、面积加权均匀、中值、变化范围、方差、变异系数）——种类 /景观——无；③SHAPE(同上 )(MSI 、AWMSI) —— Shape Index(Mean Shape Index、Area-Weighted Mean Shape Index)——形状指数（均匀形状、面积加权的均匀形状指标）——种类 /景观——无；④FRAC( 同上 )(MPFD 、AWMPFD) —Fractal Dimension Index(Mean Patch Fractal Dimension、Area-Weighted Patch Fractal Dimension)—分维数（均匀斑块分维数、面积加权的均匀斑块分维数）—种类 /景观—无；⑤CRICLE( 同上 ))—— Related Circumscribing Circle ——近圆形状指数——种类 /景观——无；⑥DLFD —— Double Log Fractal Dimension——双对数分维数——种类 /景观——无；五、核心面积指标1.CoreArea①Core(CSD、CPS/LSD、LPS)—— Core Area——核心斑块面积（种类水平方差、百分比 /景观水平方差、百分比）——斑块—— ha；②NCORE( 同上 )—Number of Core Area—核心斑块数目—斑块— n ≥1；③CAI( 同上 )—Core Area Index—核心斑块面积比指标—斑块—%；2.Core Area①TCA —— Total Core Area——核心斑块总面积—种类 /景观—ha；②CPLAND(C%LAND) —Core Area Percentage of Landscape—核心斑块占景观面积比——种类—— % ；③NDCA —— Number of Disjunct Core Area——独立核心斑块数目——种类 /景观—— n；④DCAD —— Disjunct Core Area Density——独立核心斑块密度——种类 /景观—— n/100ha；⑤CORE(MN 、AM 、MD 、RA 、SD、CV)(MCA1 、CASD1、CACV1)—Core Area(Mean Core Area、Core Area Standard Deviation、Core Area Coefficient of Variation) —核心斑块面积（均匀、面积加权平均、中值、变化范围、方差、变异系数）（均匀核心斑块面积、核心斑块面积方差、核心斑块面积变异系数）——种类 / 景观—— ha(ha,ha,%)；⑥DCA( 同上 )(MCA2 、CASD2、CACV2) —Disjunct Core Area——独立核心斑块面积（均匀独立核心斑块面积、独立核心斑块面积方差、独立核心面积变异系数）——种类/景观——ha(ha,ha,%)；⑦CAI( 同上 )(MCAI) —— Core Area Index(Mean Core Area Index)—核心斑块面积比指标（均匀核心斑块指标）——种类 /景观—%；六、周边度指标1.Isolation/Proximity①PROXIM(CSD 、CPS/LSD、 LPS)—— Proximity Index—周边指数（种类水平方差、百分比 /景观水平方差、百分比）—斑块—无；②SIMI( 同上 )—— Similarity Index ——相像度——斑块——无；③ENN( 同上 )—— Euclidean Nearest Neighbor Index——欧氏周边距离——斑块—— m；2.Isolation/Proximity①PROXIM(MN 、AM 、MD 、RA、SD、CV)(MPI) —— ProximityIndex(Mean Proximity Index) ——周边指数（均匀、面积加权均匀、中值、变化范围、方差、变异系数）（均匀周边指数）——种类 /景观—— %(%) ≥0；②SIMI( 同上 )—— Similarity Index ——相像度——种类 /景观—无；③ENN( 同上 )(MNN 、 NNSD 、 NNCV) —— Euclidean NearestNeighbor Index(Mean Euclidean Nearest-Neighbor Index、Euclidean Nearest-Neighbor Index Standard Deviation、Euclidean Nearest-Neighbor Index Coefficient of V ariation)——欧氏周边距离（均匀欧氏周边距离、欧氏周边距离方差、欧氏周边距离变异系数）——种类 /景观—— m(m,m,%) ＞0；七、多样性1.Diversity①PR—— Patch Richness——斑块多度（丰富度）——景观—— n ≥1；②PRD—— Patch Richness Densit——斑块丰富度—景观—n/100ha；③RPR—— Relative Patch Richness——相对丰富度——景观—%；④SHDI —Shannon's Diversity Index—香农多样性指数—景观—无；⑤SIDI —— Simpson's Diversity Index—— Simpson多样性指数——景观——无；⑥MSHDI —— Modified Simpson's Diversity Index—修正 Simpson多样性指数——景观——无；⑦SHEI—— Shannon's Evenness Index——香农均匀度指数—景观—无 [0,1] ；⑧S IEI —— Simpson's Evenness Index—— Simpson 均匀度指数——景观——无；⑨MSIEI —— Modified Simpson's Evenness Index——修正 Simpson均匀度指数——景观——无；八、聚散性1.Contagion/Interspersion①CLUMPY —— Clumpiness——丛生度——种类—— %；②PLADJ —— Proportion of Like Adjacency ——相像周边比率——种类 /景观—— % （0,100]；③A I —— Aggregation Index——聚合度—种类 /景观—% （0,100]；④IJI—— Interspersion Juxtaposition Index——分布与并列指数——种类 /景观—— % （0,100]；⑤DIVISION —— Landscape Division Index——景观分裂指数——种类 /景观—— % （0,100]；⑥SPLIT—— Splitting Index ——分别度—种类 /景观—% （0,100]；⑦MESH—— Effective Mesh Size——有效粒度面积——景观—— %（0,100]；2.Connectivity①COHESION—— Patch Cohesion Index——整体性（斑块凝集度）——种类 /景观—— % （0,100] ；②CONNECT —Connectance Index——连结度——种类 /景观—— %（0,100]；3.Contagion/Interspersion①CONTAG —— Contagion Index—延伸度——景观—— % (0,100]；。

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表4.3-6 沁河流域不同水平年景观指数（Landscape）计算结果
景观中模地（Matrix）或优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。

拼块个数（NP），单位：无，范围：NP>=1
公式描述：NP在类型级别上等于景观中某一拼块类型的拼块总个数；在景观级别上等于景观中所有的拼块总数。

生态意义：NP反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。

NP对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。

而且，NP对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响，如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。

最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：百分比，范围：0<LPI<=100
公式描述：LPI等于某一拼块类型中的最大拼块占据整个景观面积的比例。

生态意义：有助于确定景观的模地或优势类型等。

其值的大小决定着景观中的优势种、内部种的丰度等生态特征；其值的变化可以改变干扰的强度和频率，反映人类活动的方向和强弱。

拼块平均大小（MPS），单位：ha，范围：MPS>0
公式描述：MPS在拼块级别上等于某一拼块类型的总面积除以该类型的拼块数目；在景观级别上等于景观总面积除以各个类型的拼块总数。

生态意义：MPS代表一种平均状况，在景观结构分析中反映两方面的意义：景观中MPS值的分布区间对图像或地图的范围以及对景观中最小拼块粒径的选取有制约作用；另一方面MPS可以指征景观的破碎程度，如我们认为在景观级别上一个具有较小MPS值的景观比一个具有较大MPS值的景观更破碎，同样在拼块级别上，一个具有较小MPS值的拼块类型比一个具有较大MPS值的拼块类型更破碎。

研究发现MPS值的变化能反馈更丰富的景观生态信息，它是反映景观异质性的关键。

面积加权的平均形状因子（AWMSI），
公式描述：AWMSI在拼块级别上等于某拼块类型中各个拼块的周长与面积比乘以各自的面积权重之后的和；在景观级别上等于各拼块类型的平均形状因子乘以类型拼块面积占景观面积的权重之后的和。

其中系数0.25是由栅格的基本形状为正方形的定义确定的。

公式表明面积大的拼块比面积小的拼块具有更大的权重。

当AWMSI=1时说明所有的拼块形状为最简单的方形（采用矢量版本的公式时为圆形）；当AWMSI值增大时说明拼块形状变得更复杂，更不规则。

生态意义：AWMSI是度量景观空间格局复杂性的重要指标之一，并对许多生态过程都有影响。

如拼块的形状影响动物的迁移、觅食等活动[14，64]，影响植物的种植与生产效率；对于自然拼块或自然景观的形状分析还有另一个很显著的生态意义，即常说的边缘效应。

面积加权的平均拼块分形指数（AWMPFD），单位：无，范围：1<=AWMPFD<=2
公式描述：AWMPFD的公式形式与AWMSI相似，不同的是其运用了分维理论来测量拼块和景观的空间形状复杂性。

AWMPFD=1代表形状最简单的正方形或圆形，AWMPFD=2代表周长最复杂的拼块类型，通常其值的可能上限为1.5。

生态意义：AWMPFD是反映景观格局总体特征的重要指标，它在一定程度上也反映了人类活动对景观格局的影响。

一般来说，受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高，而受人类活动影响大的人为景观的分数维值低。

应该指出的是，尽管分数维指标被越来越多地运用于景观生态学的研究，但由于该指标的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率[67]，因而我们在利用AWMPFD指标来分析景观结构及其功能时要更为审慎。

平均最近距离（MNN），单位：m，范围：MNN>0
公式描述：MNN在拼块级别上等于从拼块ij到同类型的拼块的最近距离之和除以具有最近距离的拼块总数；MNN在景观级别上等于所有类型在拼块级别上的MNN之和除以景观中具有最近距离的拼块总数。

生态意义：MNN度量景观的空间格局。

一般来说MNN值大，反映出同类型拼块间相隔距离远，分布较离散；反之，说明同类型拼块间相距近，呈团聚分布。

另外，拼块间距离的远近对干扰很有影响，如距离近，相互间容易发生干扰；而距离远，相互干扰就少。

但景观级别上的MNN在拼块类型较少时应慎用。

平均邻近指数（MPI），单位：无，范围：MPI>=0
公式描述：给定搜索半径后，MPI在拼块级别上等于拼块ijs的面积除以其到同类型拼块的最近距离的平方之和除以此类型的拼块总数；MPI在景观级别上等于所有拼块的平均邻近指数。

MPI=0时说明在给定搜索半径内没有相同类型的两个拼块出现。

MPI的上限是由搜索半径和拼块间最小距离决定的。

生态意义：MPI能够度量同类型拼块间的邻近程度以及景观的破碎度，如MPI值小，表明同类型拼块间离散程度高或景观破碎程度高；MPI值大，表明同类型拼块间邻近度高，景观连接性好。

研究证明MPI对拼块间生物种迁徙或其它生态过程进展的顺利程度都有十分重要的影响[68]。

景观丰度（PR），单位：无，范围：PR>=1
公式描述：PR等于景观中所有拼块类型的总数。

生态意义：PR是反映景观组分以及空间异质性的关键指标之一，并对许多生态过程产生影响。

研究发现景观丰度与物种丰度之间存在很好的正相关，特别是对于那些生存需要多种生境条件的生物来说PR就显得尤其重要。

香农多样性指数（SHDI），单位：无，范围：SHDI>=0
公式描述：SHDI在景观级别上等于各拼块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负值。

SHDI=0表明整个景观仅由一个拼块组成；SHDI增大，说明拼块类型增加或各拼块类型在景观中呈均衡化趋势分布。

生态意义：SHDI是一种基于信息理论的测量指数，在生态学中应用很广泛。

该指标能反映景观异质性，特别对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有拼块类型对信息的贡献，这也是与其它多样性指数不同之处。

在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。

如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。

景观生态学中的多样性与生态学中的物种多样性有紧密的联系，但并不是简单的正比关系，研究发现在一景观中二者的关系一般呈正态分布。

香农均度指数（SHEI），单位：无，范围：0<=SHEI<=1
公式描述：SHEI等于香农多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性（各拼块类型均等分布）。

SHEI=0表明景观仅由一种拼块组成，无多样性；SHEI=1表明各拼块类型均匀分布，有最大多样性。

生态意义：SHEI与SHDI指数一样也是我们比较不同景观或同一景观不同时期多样性变化的一个有力手段。

而且，SHEI与优势度指标（Dominance）之间可以相互转换（即evenness=1-dominance）,即SHEI值较小时优势度一般较高，可以反映出景观受到一种或少数几种优势拼块类型所支配；SHEI趋近1时优势度低，说明景观中没有明显的优势类型且各拼块类型在景观中均匀分布。

散布与并列指数（IJI），单位：百分比，范围：0<IJI<=100
公式描述：IJI在拼块类型级别上等于与某拼块类型i相邻的各拼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；IJI在景观级别上计算各个拼块类型间的总体散布与并列状况。

IJI取值小时表明拼块类型i仅与少数几种其它类型相邻接；IJI=100表明各拼块间比邻的边长是均等的，即各拼块间的比邻概率是均等的。

生态意义：IJI是描述景观空间格局最重要的指标之一。

IJI对那些受到某种自然条件严重制约的生态系统的分布特征反映显著，如山区的各种生态系统严重受到垂直地带性的作用，其分布多呈环状，IJI值一般较低；而干旱区中的许多过渡植被类型受制于水的分布与多寡，彼此邻近，IJI值一般较高。

蔓延度指数（CONTAG），单位：百分比，范围：0<CONTAG<=100
公式描述：CONTAG等于景观中各拼块类型所占景观面积乘以各拼块类型之间相邻的格网单元数目占总相邻的格网单元数目的比例，乘以该值的自然对数之后的各拼块类型之和，除以2倍的拼块类型总数的自然对数，其值加1后再转化为百分比的形式。

理论上，CONTAG 值较小时表明景观中存在许多小拼块；趋于100时表明景观中有连通度极高的优势拼块类型存在。

应该指出的是，该指标只能运行在FRAGSTATS软件的栅格版本中。

生态意义：CONTAG指标描述的是景观里不同拼块类型的团聚程度或延展趋势。

由于该指标包含空间信息，是描述景观格局的最重要的指数之一。

一般来说，高蔓延度值说明景观中的某种优势拼块类型形成了良好的连接性；反之则表明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。

而且研究发现蔓延度和优势度这两个指标的最大值出现在同一个景观样区。

该指标在景观生态学和生态学中运用十分广泛，如Graham等曾用蔓延度指标进行生态风险评估；Musick和Grover 用它来量测图像的纹理等。