第四章--景观空间格局

第四章景观空间格局景观的异质性决定了景观空间格局研究的重要性。景观空间格局（landscapepattern）一般指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置。景观格局分析的目的是从看似无序的景观斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性。第一节景观空间格局类型第二节景观空间格局分析第一节景观空间格局类型Forman和Godron(1986)将景观格局分为以下几类：1.均匀格局景观2.聚集格局景观3.随机格局景观4.组合格局景观1.均匀格局景观指某一特定类型景观要素间的距离相对一致。点阵格局渐变格局带状格局（如城市中的平行主干道及其绿带等）交替格局棋盘格局（如平原湖区稻田景观中的鱼塘等）网状格局（如防护林网）环状格局（如城市环道及其绿带）楔状格局2.聚集格局景观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。群集格局线状格局（如城市建筑沿公路零散分布）交错格局交替格局放射格局（如城市对外交通干道）水系格局指状格局（如城市周边森林区以指状斑块和廊道向城市内部延伸等）3.随机格局景观指所有或某类景观要素景观内按一定的统计规律随机分布的景观类型。散点格局散斑格局镶嵌格局（如平原上的耕作农田）4.组合格局景观指两种或多种景观格局类型同时存在的景观类型。也称特定组合和空间连接。例：重庆主城区城市绿地景观格局分析及综合评价城市绿地景观格局类型研究标明，当绿地覆盖率小于40%时，绿地整体生态效益的发挥主要取决于绿地的内部结构和空间布局，为分析不同城市绿地景观格局对城市绿地服务功能的影响，周志翔等（2004）按绿地景观布局特性（绿地景观要素类型、斑块数量与面积等）的差异，并考虑总体景观格局的一致性和连片性，将城市绿地景观格局划分为四种类型：A.斑优格局景观B.斑匀格局景观C.廊道格局景观D.散斑格局景观第二节景观空间格局分析一、景观空间格局分析的一般过程二、景观格局分析方法一、景观空间格局分析的一般过程景观格局是生态学家研究最多的课题之一，早在50年代就进行了大量的描述性研究(Troll1950)，但数量化研究是70年代才逐渐重视起来，近年来景观格局数量研究有了重大发展，出现了大量的数量化方法(Turner和Gardner1991；Turner等1990)。自20世纪80年代以来，空间统计学和地统计学(geostatistics)方法亦越来越广泛地应用在景观格局分析中。研究景观的结构（即组成单元的特征及其空间格局）是研究景观功能和动态的基础。空间格局分析方法是指用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。他们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。分析景观结构或空间格局一般由以下几个基本步骤组成：1.收集处理景观数据2.收集的景观资料数据化（数字化景观）3.选择适当的方法4.解释、综合分析结果景观数量化的两种方法：矢量化数据和栅栏化数据二、景观空间格局指数格局指数方法适于空间上非连续的数据。格局指数是高度浓缩景观格局信息，结构组成和空间配置特征的简单定量指标。（一）景观单元特征指数（二）景观异质性指数1.斑块面积最大和最小斑块面积，斑块平均面积，斑块面积的统计分布，斑块面积的方差，景观相似性指数，最大斑块指数2.斑块数斑块数，斑块密度、单位周长的斑块数3.斑块周长斑块周长，边界密度，形状指标，内缘比例（一）景观单元特征指数（二）景观异质性指数1.多样性指数丰富度、均匀度、优势度2.镶嵌度指数3.景观聚集度指数4.分维镶嵌度指数镶嵌度描述景观相邻生态系统的对比程度。PT是相对镶嵌度指数（百分数）；EE（i,j）是相邻生态系统i和j之间的共同边界长度；DD（i，j）是生态系统i和j之间的相异性量度；Nb是景观中不同生态系统间边界的总长度。TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(TiTjNbjiDDjiEEPT111%100),(),(三、景观格局分析模型空间自相关分析、地统计学方法、小波分析、聚块方差分析、分维分析四、景观模拟模型景观空间动态模型、景观个体行为模型、景观过程模型景观生态学现正处在蓬勃发展的新阶段，景观格局研究也越来越受到人们的重视。有关格局分析的方法还很多，景观格局研究方法的计算一般不太复杂，用统计学软件均能完成。比如FRAGSTAS(McGarigal等1993)、SPANS(Turner等1988)、SPATIAL(Marks1989)、LSPA(Li1989)等。另外，在景观格局分析中一个有用的计算机系统就是地理信息系统(GIS)，它不但可以将景观格局数字化、分析并输出分析图，而且可以对图形进行迭加、网格分析、邻区比较等处理，工作效率较高。