fragstats景观格局指数归纳

fragstats景观格局指数归纳

FRAGSTATS

英文缩写提供的景观指标指

标名称斑块面积斑块

相似系数斑块类型面

积斑块所占景观面积

比例

应用尺度

斑块

斑块

类型

类型

英文全称

Area

Landscape similarity index

Class area

Percent of landscape

单位

ha %

ha %

面AREA LSIM

CA %LAN D

积指TA景观面积类型/景观T otal landscape area ha

标最大斑块占景观面积比

LPI例类型/景观L argest patch index%

密NP斑块数量类型/景观N umber of patches#

度PD斑块密度类型/景观P atch density#/100ha

大MPS斑块平均大小

类型/景观M ean patch size ha

小PSSD斑块面积方差类型/景观P atch size standard deviation ha

及

差PSCV斑块面积均方差类型/景观P atch size coefficient of variation%

异

PERIM斑块周长斑块Perimeter m EDCON边缘对比度斑块Edge contrast index%

边

TE总边缘长度类型/景观T otal edge m ED边缘密度类型/景观E dge density m/ha

缘指CWED对比度加权边缘密度类型/景观C ontrast-weighted edge density m/ha

J I=I TECI总边缘对比度类型/景观T otal edge contrast index% MECI平均边缘对比度类型/景观M ean edge contrast index%面积加权平均边缘对比

AWMECI度类型/景观Area-weighted mean edge contrast index %

SHAPE形状指标斑块Shape index

FRACT分维数斑块Fractal dimension

LSI景观形状指标类型/景观L andscape shape index

形MSI平均形状类型/景观M ean shape index

状面积加权的平均形状指

指AWMSI标

类型/景观A rea-weighted mean shape index

标DLFD双对数分维数类型/景观D ouble log fractal dimension MPFD平均斑块分维数类型/景观M ean patch fractal dimension

面积加权的平均斑块分Area-weighted mean patch fractal

AWMPFD类型/景观

形指标dimension

核CORE核心斑块面积斑块Core area ha 心NCORE核心斑块数量斑块Number of core areas#面CAI核心斑块面积比指标斑块Core area index%积C%LAND核心斑块占景观面积比类型Core area percent of landscape%

指TCA核心斑块总面积类型

/景观T otal core area ha 标NCA核心斑块数量类型/景观N umber of core areas#

CAD 核心斑块密度 类型 /景观 Core area density #/100ha

MCA1 平均核心斑块面积 类型 /景观 Mean core area per patch

ha CASD1 核心斑块面积方差 类型 /景观 Patch core area standard deviation ha CACV1 核心斑块面积均方差

类型 /景观 Patch core area coefficient of variation

% MCA2 独立核心斑块平均面积 类型 /景观 Mean area per disjunct core ha CASD2

核心斑块面积方差 类型 /景观 Disjunct core area standard deviation

ha

Disjunct core area coefficient of

CACV2 核心斑块面积均方差 类型 /景观

%

variation

TCAI 总核心斑块指标 类型 /景观 Total core area index % MCAI 平均核心斑块指标 类型 /景观 Mean core area index % NEAR

最邻近距离 斑块 Nearest-nei**or distance m

邻

邻

PROXIM 邻近指标 斑块

Proximity index

近

MNN

平均最近距离 类型 /景观 Mean nearest -ei**Or distance m 度

NNSD 最邻近距离方差 类型 /景观 Nearest-nei**or standard deviation m

指 NNCV

最邻近距离标准差 类型 /景观 Nearest-nei**Or cOefficient Of variatiOn

MPI 平均邻近度指标 类型 /景观 Mean prOximity index %

SHDI 香农多样性指标

景观

ShannOn 's diversity index

SIDI Simpson 多样性指标 景观 SimpsOn ' s diversity index

多 MSIDI

修正 Simpson 多样性指

标

景观 MOdified SimpsOn 's diversity index

样 PR

斑块多度（景观丰度） 景观 Patch richness #

性 PRD 斑块多度密度 景观 Patch richness density #/100ha

指

RPR 相对斑块多度 景观 Relative patch richness %

标

SHEI

香农均匀度指标

景观

ShannOn 's evenness index

SIEI Simpson 均匀度指标 景观 SimpsOn ' s evenness index

MSIEI

修正 Simpson 均匀度指

标

景观 MOdified SimpsOn 's evenness index

聚 IJJ 散布与并列指标 类型 /景观 InterspersiOn and JuxtapOsitiOn index % 散

性

CONTAG

蔓延度指标

景观

COntagiOn index

%

斑块类型面积（ CA ），单位：ha ，范围:

CA>0

（2-1）

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。

生态意义： CA 度量的是景观的组分，也是计算其它指标的基础。它有很重要的生态意义， 其值的大小制约着以此类型斑块作为聚居地（ Habitation ）的物种的丰度、数量、食物链及 其次生种的繁殖等， 如许多生物对其聚居地最小面积的需求是其生存的条件之一;

不同类型

面积的大小能够反映出其间物种、 能量和养分等信息流的差异， 一般来说， 一个斑块中能量 和矿物养分的总量与其面积成正比; 为了理解和管理景观， 我们往往需要了解斑块的面积大 小，如所需要的斑块最小面积和最佳面积是极其重要的两个数据。 景观面积（TA ），单位：ha ,范围：TA>0 （2-2）

公式描述： TA 等于一个景观的总面积,除以 10000后转化为公顷（ ha ）。

生态意义： TA 决定了景观的范围以及研究和分析的最大尺度,也是计算其它指标的基础。 在自然保护区设计

和景观生态建设中，对于维护高数量的物种，维持稀有种、濒危种以及生态系统的稳定，保护区或景观的面积是最重要的因素。

斑块所占景观面积的比例（%LAND ），单位：百分比，范围：0<%LAND<=100 （2-3）

公式描述：%LAND 等于某一斑块类型的总面积占整个景观面积的百分比。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。

生态意义：%LAND 度量的是景观的组分，其在斑块级别上与斑块相似度指标（LSIM ）的意义相同。由于它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例，因而是帮助我们确定景观中模地（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。

斑块个数（NP ），单位：无，范围：NP>=1

NP = n （2-4 ）

公式描述：NP 在类型级别上等于景观中某一斑块类型的斑块总个数；在景观级别上等于景观中所有的斑块总数。

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，如某类斑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。最大斑块所占景观面积的比例（LPI ），单位：百分比，范围：

0

（2-5）

公式描述：LPI 等于某一斑块类型中的最大斑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。

斑块平均大小（MPS）,单位：ha,范围：MPS>O

（2-6 ）

公式描述：MPS 在斑块级别上等于某一斑块类型的总面积除以该类型的斑块数目；在景观级别上等于景观总面积除以各个类型的斑块总数。

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斑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, 同样在斑块级别上, 一个具有较小MPS 值的斑块类型比一个具有较大MPS 值的斑块类型更破碎。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 ）,单位：无,范围：AWMSI>=1

（2-7 ）

公式描述：AWMSI 在斑块级别上等于某斑块类型中各个斑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斑块类型的平均形状因子乘以类型斑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。公式表明面积大的斑块比面积小的斑块具有更大的权重。当AWMSI=1 时说明所有的斑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 值增大时说明斑块

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。如斑块的形状影响动物的迁移、觅食等活动] ,影响植物的种植与生产效率；对于自然斑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。面积加权的平均斑块分形指数（AWMPFD ），单位：无，范围：1<=AWMPFD<=2

（2-8）

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斑块和景观的空间

形状复杂性。AWMPFD=1 代表形状最简单的正方形或圆形，AWMPFD=2 代表周长最复杂的斑块类型，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，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>O

（2-9 ）

公式描述：MNN 在斑块级别上等于从斑块ij 到同类型的斑块的最近距离之和除以具

有最近距离的斑块总数；MNN 在景观级别上等于所有类型在斑块级别上的MNN 之和除以景观中具有最近距离的斑块总数。

生态意义：MNN 度量景观的空间格局。一般来说MNN 值大，反映出同类型斑块间相隔距离远，分布较离散；反之，说明同类型斑块间相距近，呈团聚分布。另外，斑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 在斑块类型较少时应慎用。

平均邻近指数（MPl ）,单位：无，范围：MPI>=O

（2-10）

公式描述：给定搜索半径后，MPI 在斑块级别上等于斑块ijs 的面积除以其到同类型斑块的最近距离的平方之和除以此类型的斑块总数；MPI 在景观级别上等于所有斑块的平均邻近指数。MPI=0 时说明在给定搜索半径内没有相同类型的两个斑块出现。MPI 的上限是由搜索半径和斑块间最小距离决定的。

生态意义：MPI 能够度量同类型斑块间的邻近程度以及景观的破碎度，如MPI 值小，表明

同类型斑块间离散程度高或景观破碎程度高；MPI 值大，表明同类型斑块间邻近度高，景观连接性好。研究证明MPI 对斑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。

景观丰度（PR）,单位：无，范围：PR>=1

（2-11 ）

公式描述：PR 等于景观中所有斑块类型的总数。

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

（2-12 ）

公式描述：SHDI 在景观级别上等于各斑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斑块组成；SHDI 增大，说明斑块类型增加或各斑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，

特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有斑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

（2-13）

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（各斑块类型均等分布）。SHEI=0 表明景观仅由一种斑块组成，无多样性；SHEI=1 表明各斑块类型均匀

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斑块类型所支配；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斑块类型在景观中均匀分布。

散布与并列指数（IJl）,单位：百分比，范围：0

（2-14 ）

公式描述：IJI 在斑块类型级别上等于与某斑块类型i 相邻的各斑块类型的邻接边长除以斑块i 的总边长再乘以该值的自然对数之后的和的负值，除以斑块类型数减 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斑块类型间的总体散布与并列状况。IJI 取值小时表明斑块类型i 仅与少数几种其它类型相邻接；IJI=100

表明各斑块间比邻的边长是均等的，即各斑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

（2-15 ）

公式描述：CONTAG 等于景观中各斑块类型所占景观面积乘以各斑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斑块类型之和，除以2 倍的斑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斑块；趋于100 时表明景观中有连通度极高的优势斑块类型存在。应该指出的是，该指标只能运行在FRAGSTA TS 软件的栅格版本中。

生态意义：CONTAG 指标描述的是景观里不同斑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斑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。