景观破碎化数量分析方法概述

ＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｌｅｔｉｎＶ０１．２２Ｎｏ．５

２００６

Ｍａｙ

・１４６・

ｈｔｔｐ：／／ｚｎｔｂ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ

景观破碎化数量分析方法概述

由畅１，周永斌１，于丽芬２

（１沈阳农业大学林学院，沈阳１１０１６１；２沈阳棋盘山国际风景旅游开发区管委会林业局，沈阳１１０１６３）

摘要：概述了研究景观破碎化的数量方法，按其内容分为：Ｉ景观要素斑块特征的破碎化；ＩＩ景观异质性破碎化；Ⅲ景观要素空间相互关系破碎化三部分进行论述，并结合其景观生态学意义提出分析

方法，对研究景观破碎化具有一定借鉴意义。

关键词：景现格局；斑块；破碎化；数量方法

中图分类号：￥７１８．５

文献标识码：Ａ

ＡｎＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ

Ｍｅｔｈｏｄｓ

ｉｎＬａｎｄｓｃａｐｅＰａｔｔｅｒｎＦｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ

ＹｏｕＣｈａｎ９１，ＺｈｏｕＹｏｎｇｂｉｎｌ，ＹｕＬｉｆｅｎ２

（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＦｏｒｅｓｔＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ

１

１０１６１；

２ＦｏｒｅｓｔＢｕｒｅａｕ

ｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔ

Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ

ｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＱ扣∞ＭｏｕｎｔａｉｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｒａｖｅｌＳｃｅｎｉｃ印ｏｔ

ＤｅｖｅｌｏｐｔｒｔｅｎｔＡｒｅａ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６３）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｌｌｉｓｐａｐｅｒｉｓ

ａｎ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

ｔｏｔｈｅ

ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｉｎ

ｌａｎｄｓｃａｐｅ

ｐａｔｔｅｒｎｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ．

Ｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｃａｎ

ｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ３ｐａｒｔｓ：ｔｈｅｐａｔｃｈｅｓｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｌａｎｄｓｃａｐｅ

ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ

ａｎｄｍｕｔｕａｌｓｐａｔｉａｌｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｐａｐｅｒｃｏｍｂｉｎｅｓ

ｔｈｅ

ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈａｎａｌｙｔｉｃｍｅａｎｓｉｎｌａｎｄｓｃａｐｅｅｃｏｌｏｇｙｍｅａｎｉｎｇ．Ｔｈｕｓｔｈｅ

ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ

ｍｅｔｈｏｄｓ

ａｎｄｉｔｓａｎａｌｙｔｉｃｍｅａｎｓｄｏｈａｖｅｍｕｃｈｂｅｔｔｅｒｕｓｅ

ｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｐａｔｔｅｒｎ。

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｎｄｓｃａｐｅ

ｐａｔｔｅｒｎ，Ｐａｔｃｈ，Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ

ｍｅｔｈｏｄｓ

景观破碎化（１ａｎｄｓｃａｐｅｐａａｅｍｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）是观异质性破碎化分析；Ⅲ景观要素空间相互关系破碎指由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由简单化分析三部分。在景观生态学上，可以借助ＧＩＳ软件趋向于复杂的过程，即景观由单一、均质和连续的整（如Ｍａｐ／Ｉｎｆｏ，Ａｒｃ／Ｉｎｔｏ等）获取数据，并对这些指数进体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体。景观破行计算，还可以应用Ｅｘｃｅｌ，ＶｉｓｕａｌＦｏｘｐｒｏ进行分析和碎化会改变生态系统中一系列的重要关系，严重影响

统计。笔者经查阅多方资料发现目前还未有在景观破生物的多样性和生态系统功能的发挥。同时，也反映

碎化方面将数量化方法与在景观生态学意义基础上了人类活动对景观影响的强弱程度１１】。因此景观破碎提供分析依据的综合文献，故现将描述景观破碎化的化是现存景观格局的重要特征【ｌ】，成为景观格局研究

数量分析方法简要介绍如下。

的重要内容之一【２】。

１景观要素斑块特征的破碎化分析

随着景观生态学的成熟和发展，大量的数学方法１．１景观要素斑块规模

被引入其研究之中【３．４１。景观生态学指数和模型能够高许多生物种的保护均要有大面积的自然生境，随度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某着景观的破碎化和斑块面积的不断缩小，适于生物生些方面特征［５Ｊ。数量化的分析景观格局，可以阐明景存的环境在减少，它将直接影响到物种的繁殖、扩散、

观要素空间分布的基本规律以及与人工干扰的关系［６１，是描述景观破碎化的要求，也是进一步研究景

第一作者简介：由畅，女，１９７７年出生，沈阳农业大观功能和动态的基础网，可为生态系统的科学管理、

学林学院森林培育专业在读硕士研究生，从事森林有效保护和可持续利用提供理论依据［６１。

景观生态方面的研究。

通讯作者：周永斌，副教授，硕士研究生导师，研究描述和研究景观破碎化的数量分析方法，按其内方向为林木生理生态学的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：５５５ｙｏｕ＠１６３．ｔｏｍ。

收稿日期：２００６－０１。１９，修回日期：２００６－０１－２５。

万　

方数据容可分为：Ｉ景观要素斑块特征的破碎化分析；ＩＩ景

中国靡学通报第２２卷第５期２００６年５月

ｈｔｔｐ：／／ｚｎｔｂ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．（３１＂１

．１４７．

迁移、保护。面积是最基本的空间特征，是计算其它空间特征指标的基础１７］。在景观格局中，同种或不同种景观要素斑块规模相对缩小，标志景观破碎化程度提高，即面积变化后的相对大小与其标志的景观破碎化程度呈反比。斑块规模以斑块面积和内部生境面积表

示，而有如下描述指标：１．１．１斑块面积

（１）平均斑块面积（ｉｔｉ）。平均斑块面积用于描述

景观粒度，在一定意义上揭示了景观破碎化程度【６】。

公式为：

Ａ：＝２／…………………………………．．…．（１）

‘ｒ／，ｉ

式中，Ａ；为某种景观类型的平均斑块面积；Ａｉ为

某种景观类型斑块总面积ｍ为某种景观类型斑块数

目闻。

（２）面积比例（Ｐ）。为某种景观要素斑块的总面积与景观总面积的比值，表示出这一景观类型在相对意义上对整个景观的贡献率圆。公式为：

Ｐ＝等…………………………（２）

式中，Ｐ为面积比例；Ａ；为某种景观类型斑块总面积；Ａ为景观总面积［９】。

（３）斑块面积变异系数ＰＳＣＯＶ（或称景观离散指数）。该变异系数用来衡量景观离散化程度，其与人类的归并活动密切相关，以此反映人类对景观破碎化影响的强弱程度。人类归并活动较强烈、频繁的地区，景观要素斑块问的面积差距也比较大【ｌｏ】。公式为：

ＰＳＣＯＶ２器…………………．（３）

式中，ＰＳＳＤ为斑块面积标准差，ＰＳＳＤ＝

，ｏ；为景观中第ｉ斑块或景观要素斑

块类型中第ｉ斑块的面积；ＭＰＳ为整个景观或某景观要素斑块类型的平均斑块面积；ｎ为景观的斑块总数或某景观要素斑块类型的斑块数目［１０１。

１．１．２景观内部生境面积（ｉｎｔｅｒｉｏｒｈａｂｉｔａｔ）景观内部

生境面积缩小，是景观破碎化的主要表现之１＂２１。内部生境面积是斑块面积减去受边缘效应影响的边缘面积之后的剩余面积。针对不同的研究对象和目的，边缘带的宽度也有所不同。可以通过ＧＩＳ支持，生成

斑块缓冲带作为其斑块边缘带１９］。

（１）内部生境总面积（／Ａ）。

万　

方数据公式为：

一

ｎ

／Ａ：∑（哦一％）………………………（４）＝乞（哦一％）………………………………（）

ｉ＝１

（２）平均内部生境面积（ＩＡ）。公式为：

商：丛：墅型………………

式中，哦为景观中第ｉ斑块或景观要素斑块类型中第ｉ斑块的面积；吼为景观中第ｉ斑块或景观要素斑块类型中第ｉ斑块的边缘面积；／７，为景观的斑块总数或某景观要素斑块类型的斑块数目嗍。

Ｉ．１．２人工干扰指数（皿）人工干扰指数是量度人类

对景观干扰（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）程度的指标。公式为：

ｌｉｄ：虹……………………………………（６）、。

ＡＮ

式中，ＡＨ为人工景观的面积；ＡⅣ为自然景观面

积［１１１。

１．２景观要素斑块形状

景观要素斑块的形状趋于不规则，是景观破碎化的主要表现之一【２】。通常各自然景观由于人为干预小，形状复杂，形状指数高，其景观斑块形状破碎化指数也较高，即自然景观的形状指数均大于人工景观，破碎化程度高【ｌ】。斑块周长反映了各种扩散过程（能流、物流和物种流）的可能性［０３，是描述斑块形状的重要数据。景观要素斑块形状采用以下３种不同的方式

测定：

１．２．１斑块内缘比（Ｓ）以周长（Ｌ）与面积（Ａ）比值来表示［９】。公式为：

ｓ＝鲁…………………………・・（７）

１．２．２斑块的形状指数（Ｄｉ）（ｐａｔｃｈ

ｓｈａｐｅ

ｉｎｄｅｘ）Ｄｆ为

斑块周长与等面积的圆周长之比值。常用来表示斑块的发育程度，斑块边界的复杂程度。圆形斑块比值为１。Ｄｉ值越大，说明斑块周边越发达。ｎ值与破碎化程度成正比。公式为：

Ｄｉ＝——』三…………………………………（８）２、／私ｉ

式中，只为景观中第ｉ斑块或景观要素斑块类型中第ｉ斑块的周边长度，Ａ。为为景观中第ｉ斑块或景观要素斑块类型中第ｉ斑块的面积【¨。

也可以通过该公式计算某景观要素类型或景观总体的形状指数。通过比较不同时期的景观形状指数，来反映景观格局在时间尺度上的破碎化程度。

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．１

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１．２．３分数维（Ｄ）（ｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）分数维表示斑块

周长的复杂性，它可用于描述和比较斑块的几何形状特征。分数维作为反映景观空间格局总体特征的重要指标，在一定程度上亦可反映出人类活动对景观格局的影响和干扰强度。～般，人类干扰强度大时，斑块体的几何形状趋于简单，其边缘趋于直线型变化，具有较低的分维值；而自然形成的斑块体边缘趋向曲线

化，分维值较高１６］。公式为：

脚。瓦莳…………………‘（９）

Ｚｏｇ＆）

式中：Ｐ为斑块周长，Ａ为斑块面积。分数维用来测定斑块形状的复杂程度。Ｄ值的理论范围为

１．０￣２．０，１．０表示形状最简单的正方形斑块周边，２．０

表示等面积下周边界极为复杂的斑块周边。一般情况

下，Ｄ值为１．０～１．５８２］。

１．２．４景观斑块形状破碎化指数殿景观斑块形状破碎化指数与景观斑块面积紧密相关，因此，该指数也有两种：一种是斑块平均形状破碎化指数，即ＦＳｌ；另一种是面积加权平均形状破碎化指数，即ＦＳ２。其公式为：

殿Ｊ＝１一』删……………………………（１０）

ＦＳ２＝Ｉ一１／ＡＳＩ……………．．．………………（１１）

腓∑（导）……………………・（１２）

ｉ＝Ｊ

』Ｔ

ＡＳＩ＝∑（华）…………………（１３）

ｉ＝Ｊ

ｎ

刚产—士…………………………………（１４）

Ｐ

４ＶＡｆ

Ａ＝乞Ａｔ……………………………………（１５）

ｉ＝Ｊ

式中，ＭＳＩ是景观斑块的平均形状指数；ＡＳＩ是用面积加权的景观斑块平均形状指数；Ｓ／，是景观斑块ｉ的形状指数，其计算式是以正方形为标准的形状指

数，即正方形斑块形状指数为１，其它形状指数均大

于ｌ；Ｐｉ是景观斑块ｉ的周长；Ａ；是景观斑块ｉ的面

积；Ａ是景观面积；／＂ｔ是景观斑块数。

景观斑块形状破碎化指数与人为干扰的关系较复杂，表现为两个方面：与人类活动密切相关的景观类型，如苗圃、农地、采伐迹地，其景观斑块形状破碎化指数与人类干扰强度成反比关系；对于那些受人类影响遗留下来的自然或半自然景观类型，如各森林景观斑块，其景观斑块形状破碎化指数与人类干扰强度

成正比关系ｆ”。

万　

方数据２景观异质性破碎化分析２．１景观窿块数量

斑块个数大幅度增加，反映出森林景观破碎化的趋势。

２．１．１景观斑块密度ＰＤ（ｐａｔｃｈｄｅｎｓｉｔｙ）类型斑块数与

景观面积之比表示景观基质被该类型斑分割的程度，即这一景观组分在整个景观上的斑块密度（亦称孔隙度）【２】。包括景观斑块密度和景观要素斑块密度。景观斑块密度指景观中包括全部异质景观要素斑块的单位面积斑块数。景观要素斑块密度是指景观中某类景观要素的单位面积斑块数。公式为：

肛丁

∑心…………………………

（１６）

式中，ＰＤ表示斑块密度；∑心表示研究区景观

斑块总数或某景观要素斑块类型的斑块数目；Ａ表示研究区总面积或某景观斑块类型的面积。ＰＤ值越大，则景观类型被边界割裂的程度越高，表明该景观要素类型或该景观的破碎化程度愈高；反之，景观类型保存完好，连通性高【９】。

这一指标对生物保护、物质和能量分布具有重要影响。斑块密度表示了一个景观类型的斑块边界对整个景观的影响程度。斑块密度高，表明该类型在景观

中分布广，影响大【２】。

此外，景观斑块密度与景观破碎化程度之间还有如下规律：面积和周长皆大，而边界密度比较小者，景观破碎度低；面积和周长皆小，而边界密度较大者，景观破碎化程度较为严重；面积和周长皆较大，边界密度也较低者以及面积和周长皆较小，边界密度也较低者，相对较为完整，破碎化程度居二者之间［２１。

从斑块密度这一指标还可以衍生出景观边缘密肛２Ｌ

（１７）

∑心…………………………

式中，为某种景观类型的多度；乃；为某种景观类

度和景观要素边缘密度。景观边缘密度是景观单位面积上的斑块边缘面积值，而景观要素边缘密度则是景观内单位面积上某一类景观要素的斑块边缘面积值￡埘。

２．１．２斑块多度Ｍ斑块多度可结合景观类型的面积大小，从一定程度上反映某种景观占据的重要程度和破碎化程度。在面积相同的情况下比较，多度值与景观破碎化程度呈正比。公式为：

中回麈学￡童报第２２卷第５期２００６年５月

ｈｔｔｐ：／／ｚｎｔｂ．ｃｈｉｎａｊｏｕｍａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ

．１４９．

型的斑块数目；∑心为所有景观类型斑块数目的总

和［１３】。

２．１．３景观斑块数破碎化指数指景观被分割的破碎

程度，反映景观空间结构的复杂性Ｂｏ］。可从不同尺度

研究棋盘山风景区景观斑块数的破碎化程度，选用了两种景观斑块数破碎化指数ＦＮ，、ＦＮ２。ＦＮ。为整个研

究区的景观斑块数破碎化指数，吼为某景观斑块类

型的斑块数破碎化指数【ｔ】。公式为：

ＦＮＩ＝（％一１）／Ⅳｃ………・・：…………………（１８）ＦＮ２＝（Ⅳ厂１）／ＭＰＳ……………………………（１９）式中，肌为景观斑块总数；肚为研究区的总面积与最小斑块面积的比值；Ｍ船为整个景观的平均斑块面积；Ⅳ，为某景观斑块类型的斑块数目。

矾与ＦＮ２的值域都为［０，１】，０表示景观完全未

被破坏即无生境破碎化的存在，１表示给定性质的景

观已完全破碎。

随着人为干扰的加剧，景观斑块数破碎化指数增高。景观斑块数的增加对景观斑块数破碎化指数有很大影响，因此，不能把景观斑块数破碎化指数作为衡

量景观破碎化的唯一标准【ｌ】。

２．１．４廊道密度指数ＣＤ（ｃｏｒｒｉｄｏｒｄｅｎｓｉｔｙ）景观生态

学中将带状斑块称为廊道。作为物质、能量和物种交流的廊道被截断是景观破碎化的表现［２１。连通性好的廊道景观常常把其他景观类型分割成小斑块，致使该区景观破碎化加剧【７】，所以廊道在研究区单位面积的长度也是一种衡量景观破碎化程度的指数【１４１。人类活动越强烈、越频繁的地区，廊道密度也越大。廊道既作生态流的通道，又在分割景观，所以也是造成景观破碎化程度加深的动因和前提。单位面积内廊道愈长，景观破碎化程度愈高【－ｏ】。廊道密度指数（ＣＤ）以单位面积中廊道长度计算，ＣＤ值愈大，景观破碎化程度愈高。公式为：

ＣＤ２——

∑ｐ一………………………．Ａ）０２（

、，

式中，∑Ｐｉ表示研究区景观内或某景观要素斑

块类型内廊道的长度；Ａ表示研究区景观总面积或某

景观斑块类型的面积。

廊道密度指数可以弥补计算中同一种景观类型破碎化程度被忽视的一面【１０１。

２．２景观多样性

景观多样性是指景观在结构、功能上的多样性，

万　

方数据用以揭示景观的复杂程度。在景观多样性的测定中，借助信惠论中关于不定性的研究方法，即在一个景观

系统中，景观要素类型愈丰富，破碎化程度越高，其信

息量的不定性也就越大，按Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｅａｖｅｒ公式计

算出的指数也就越高。景观的多样性大小取决于斑块

类型数量多少以及各类斑块类型所占比例的均衡性，

影响着系统的物种多样性和遗传多样性，影响着系统的生产力和系统的稳定性，是景观斑块丰富程度和均

匀程度的综合反映，在景观的规划利用上应特别加以

重视【１３】。

２．２．１景观多样性指数Ｈ（１ａｎｄｓｃａｐｅ

Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｉｎｄｅｘ）

表达了斑块的丰富度（ｒｉｃｈｎｅｓｓ）和异质性（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ）。当景观由单一要素构成时，景观是均质的（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ），Ｈ值为０。当景观由两个以上元素构成时，若各类斑块所占的面积比例相等，则日值最高；若各斑块所占比例差异增大。则日值降低［－３】。

（１）Ｓｈａｎｎｏｎ．Ｗｅａｖｅｒ多样性指数

ｍ

萨一乞（ＰＪ１０＆（ｐＪ…………………………（２１）

ｉ；ｌ

式中，Ｐｌ是景观类型ｉ所占总面积的比例；ｍ是研究区中景观类型的总数。日值越大，表示景观多样性越大【８】。

（２）Ｓｉｍｐｓｏｎ多样性指数（Ｓｉｍｐｓｏｎ’ｓ

Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ

跚啦！一乞Ｐｊ……………………………（２２）

三２

ｊ＝】

式中，Ｐｉ是斑块类型ｉ在景观中出现的概率。Ｓｉｍｐｓｏｎ多样性指数降低，表明整体上各类型的斑块异性【１５１。

比例相等时，景观拥有的最大的多样性指数。

‰＝１０＆∞）………………………………（２３）

Ｄ严Ｈ，，ｆｆｉ－Ｈ＝¨乞（Ｐｔ）１０＆（ｐｆ）０

ｍ

０．．．．．ｍ

０（２４）

ｉｔ】

式中，当日＝％时，Ｄ０值为０；优势度Ｄｏ值）大，

Ｉｎｄｅｘ）

在面积上均匀性降低，即各斑块的面积具有更大的差

２．２．２景观优势度指数（础优势度指数表示景观多

样性与最大多样性的偏差。测度景观结构中一种或几种景观类型支配景观的程度。为研究区各类型景观占公式为：

表明景观只受一个或少数几个类型所支配；而玩值小，则表示景观由多个面积相近的斑块类型所组成。优势度指数与多样性指数成反比，对于景观类型数目相同的不同景观，多样性指数越大，其优势度越小ｆ７】。如景观中有ｍ种斑块类型，那么在最大均匀分布的

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条件下，每类斑块所占的面积比例为ｌｌｍ（ＨＰ斑块类型ｉ在景观中出现的概率）【１３】。

２．２－３景观均匀性（Ｅ）为景观多样性指数与最大多

样性指数之比值［９１。公式如下：

ｒｒ

庐善Ｌ………………………………………（２５）

１－１＂Ⅲ

３景观要素空间相互关系破碎化分析

景观格局中景观要素斑块彼此被隔离，形成岛屿

（ｉｓｌａｎｄ），也是景观破碎化的特御，】。通过以下指数对

景观要素空间相互关系进行分析，衡量其景观破碎化

的相对程度。３．１最近距离指数，

，－当………………………………………（２６）

ＤＥ

式中，玩是斑块与其最近相邻斑块间距离观测值

ｎ

一

的平均，玩＝∑争；玩是在随机分布下的期望值（理

论估计值），巩＝导师；ＰＤ为斑块密度；ｎ为斑块

数；队为第ｉ个斑块与其最近相邻斑块间的距离，注

意这里距离应从斑块中心测起。．当／＝１．０时，斑块为随机分布，／＜１．０时斑块趋于群集；若Ｉ＝０，则斑块没有间隙，／＞１．０时，斑块则趋于规则分布【１３】。

３．２连接度（尺）

连接度反映了斑块之间的聚散模式和相互作用，尺值越大，斑块的分布越分散。

公式为：

Ｒ＝２ｄ（ａ－－－）…………………………………（２７）

丌

式中，ｄ为从一个斑块中心到另一个最近斑块中心的距离，Ａ为斑块的平均密度【１２】。

３．３连接指数Ｐ

Ⅳ

Ｐ＝∑

ｉ＝１

㈨ｉ岢』一；

式中，Ａｉ为第ｉ个斑块的面积。Ｐ值介于０～１问，Ｐ值越大，斑块聚集程度越高【１３】。

３．４分离度指数Ｍ

分离度是指某一景观中不同斑块个体空间分布的离散（或聚集）程度。

公式为：

万　

方数据Ｍ＝警………………………（２９）

式中，Ｄｉ为景观类型ｉ的距离指数；ｎ＝睾、／｝，二

Ｖ＾

ｎ为景观类型ｉ的斑块数；Ａ为研究区总面积；Ｓ为景观类型ｉ的面积指数，Ｉｓｉ＝Ａ彬，Ａ；为景观类型ｉ的面

积。分离度用来分析景观要素的空间分布特征，分离

度越大，表示斑块越离散，斑块之间距离越大【姗。

３．５景观组分的邻近度ＭＰＩ

某景观类型斑块面积除以其到同类斑块最近距离的平方，对所有斑块加和，再除以该景观类型总数，得到该景观类型的邻近度指数（ＭＰＩ），用以度量同种景观类型各斑块问的邻近程度，反映景观的破碎程度。值越大，表明其连接度高，破碎化程度低，计算公

式为：

肘磁＝止上坚ｋ上

主ｆ’１．．．………………

啦

．（３０）

式中，ＭＰｌｉ为邻近度指数；ｍ为景观组分的斑块数量；吩为ｉ景观组分某斑块面积（ｍ２）；ｈｉ为从某斑块到同类斑块的最近距离［２１。

４结论

近年来，随着景观生态学领域研究的迅速推进以及全球对可持续发展的重视程度逐步加深，数量化分析景观格局已成为科学和社会发展的必然要求。各国科学家为此作了大量努力，提出了很多相关指标及模型，这些数量化方法对于分析景观格局，有着非常重要的作用。然而，对于这些指标及模型的采用仍有许

多地方需要引起人们的格外重视，笔者认为以下五点

值得关注：

４．１恰当采用数量分析方法

数量分析的最终目的是要为实践服务的，不能为

数量化而数量化。每个指标都具有它存在的理论及实践意义，有些指标虽然算式不同，但其表达的内容是一致的，应着眼于其说明的问题因地制宜地加以采

用，而不是盲目地罗列。Ｇａｒｄｎｅｒ和Ｏｎｅｉｌｌ就曾指出，

在景观尺度上研究因果关系的最有效的模型，是最简单的模型。Ｔｕｒｎｅｒ也指出，技术方法的不切当运用会导致对重要问题的不正确解答【１５】。

４．２了解边缘确定的模糊性

在实际工作中，由于边缘面积的难以确定和测定

中主观因素的影响，景观内部生境面积和景观边缘密

度两指标在定量的说明问题方面带有很大的模糊性。

４．３减小误差

由于测量、计算或观察景观的过程中的某些错误

中圈麈爹ｃ堇报第２２卷第５期２００６年５月

ｈｔｔｐ：／／ｚｎｔｂ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ

．１５１．

或某些不可控制的因素的影响而造成变化，偏离标准值或规定值这一情况的不可避免，影响数量化分析结果的可靠性。比如，景观是具有曲面的地域，但由于大

部分研究者进行景观格局数量化分析时受其自身技

术水平制约，采用地块投影面积而非景观表面积（即各地块真实面积）计算景观生态学指数，其计算结果必然依地域曲度的差异而存在着不同程度的误差。带

有较大误差的定量分析得出的定性结论必然不具有代表性、说服性和实践意义。因此，尽可能地减小误

差，提高精确度是数量分析景观破碎化的必然要求与

发展方向。

４．４客观全面的数量化分析

导致景观破碎化的因素很多，包括自然或人为因

素的干扰，就森林景观生态学而言景观破碎化还与树种本身的生态学特性（特别是树种的扩散特性、空间扩展能力和立地适应性）有关。景观破碎化的主要表现之一是景观要素斑块的形状趋于复杂，形状指数高。不要认为人为活动只能加重景观的破碎化程度，实际上在森林景观中就有天然林受人为干预较小形状复杂，其形状指数大于人工林，破碎化程度高的特

点。此外，人为控制的景观，如苗圃、农地、采伐迹地

等，其形状较规则，近方圆形，形状指数较小嘲，破碎化指数也很低。随着人类活动强度的增加，由于人类定向选择造成一些景观类型退化或消失，一些景观类型范围扩大，分布趋于连片，破碎化程度降低，景观类型在局部范围内更加聚集：同时人类活动又不断分割景观，使原来成为整体的自然景观分化成不同类型景观斑块，呈镶嵌分布，破碎化程度增加。因此，在对景观破碎化进行分析时应该本着实事求是的客观态度进行全面、系统的研究。

４．５景观指数用途的延展

对于景观指数、生态过程和尺度之间的关系还需

要进一步研究，以弄清这些格局产生的原因和格局变

化过程中所产生的生态效应【１５】。

综上所述，景观破碎化数量分析方法仍存在着这样或那样的问题，需要景观生态学研究者在理论和实

万　

方数据践中将其不断完善，使之更科学地服务于人类。

ｏ

参考文献

１

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（责任编辑：回文广）

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致谢：本文经导师周永斌副教授及于丽芬局长审阅，特此致谢。

景观破碎化数量分析方法概述

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

由畅， 周永斌， 于丽芬， You Chang， Zhou Yongbin， Yu Lifen

由畅,周永斌,You Chang,Zhou Yongbin(沈阳农业大学林学院,沈阳,110161)， 于丽芬,YuLifen(沈阳棋盘山国际风景旅游开发区管委会林业局,沈阳,110163)中国农学通报

CHINESE AGRICULTURAL SCIENCE BULLETIN2006,22(5)60次

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引用本文格式：由畅. 周永斌. 于丽芬. You Chang. Zhou Yongbin. Yu Lifen 景观破碎化数量分析方法概述[期刊论文]-中国农学通报 2006(5)