2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

2000-2010年中国退牧还草工程区土地利用/覆被变化

张海燕, 樊江文, 邵全琴

Land use/land cover change in the grassland restoration program areas in China, 2000-2010

Haiyan ZHANG, Jiangwen FAN, Quanqin SHAO

表2 景观指数的公式及描述

Tab.2 Formulas and description of the landscape pattern indices

景观指数	公式	公式参变量及描述
斑块数目	$\begin{matrix} NP = \overset{n}{\sum_{i = 1}} n_{i} \end{matrix}$	$\begin{matrix} n_{i} \end{matrix}$ 为景观类型i的斑块数;NP反映景观格局,用于描述景观异质性和破碎度,衡量目标景观的复杂程度;NP值与景观破碎度成正比,即NP越大,景观破碎度越高,反之景观破碎度越小。
平均斑块面积	$\begin{matrix} MPS = \frac{A}{NP} \end{matrix}$	NP为斑块数量;A为评价区域总面积。当MPS值越大时,说明斑块面积越大、斑块个数越少,景观类型的连接性越好。
最大斑块指数	$\begin{matrix} LPI = \frac{\max (a_{ij})_{j = 1}^{n}}{A} \times 100 \end{matrix}$	$\begin{matrix} a_{ij} \end{matrix}$ 为第i类景观要素第j个斑块的面积;LPI值大小决定了景观的优势类型,可显示各个类型中最大斑块占研究区总面积的百分比,同时也说明某景观中能容纳物种数的多少。
边界密度	$\begin{matrix} ED = \frac{E}{A} \times 10^{6} \end{matrix}$	E为景观中边界总长度;ED反映了各景观类型间相互镶嵌的情况,揭示景观或斑块类型被边界分割的程度;并从边形特征描述景观破碎化程度,边界密度越高说明斑块破碎化程度越高。
平均斑块形状指数	$\begin{matrix} MSI = \frac{\overset{m}{\sum_{i = 1}} \overset{n}{\sum_{j = 1}} (\frac{0.25 P_{ij}}{\sqrt{a_{ij}}})}{N} \end{matrix}$	当景观中所有斑块均为正方形时,MSI=1;MSI值越大表示斑块的形状越复杂。
蔓延度指数	$\begin{matrix} CONTAG = 1 + \frac{\overset{m}{\sum_{i = 1}} \overset{m}{\sum_{j = 1}} [(P_{i}) (\frac{g_{ij}}{\overset{m}{\sum_{j = 1}} g_{ij}})] ? [\ln (P_{i}) (\frac{g_{ij}}{\overset{m}{\sum_{j = 1}} g_{ij}})]}{2 \ln (m)} \end{matrix}$	P_i为类型i景观类型占总面积的百分比;g_ij：斑块类型i与类型j之间相邻格网单元数目的比例,下同。用于测量景观是否由多种要素聚集分布,反映景观组分的空间配置特征,当某一个单一类型在景观中占较大比例时,蔓延度指数就大,说明同类型的斑块连接性较高。
香农多样性指数	$\begin{matrix} SHDI = - \overset{m}{\sum_{i = 1}} (P_{i} \ln P_{i}) \end{matrix}$	P_i为类型为i景观类型占总面积的百分比;m为除景观边界出现的,研究区斑块类型的总数,下同。SHDI值越大,说明斑块类型增加或各斑块类型所占面积比例趋于相似,则景观破碎化程度越高。在比较不同时间、空间景观时,该指数能够直观表达景观格局的差异。
香农均匀度指数	$\begin{matrix} SHEI = \frac{- \overset{m}{\sum_{i = 1}} (P_{i} \ln P_{i})}{lnm} \end{matrix}$	SHEI值越趋于1,说明景观中斑块分布越均匀;值越小,则说明景观中少数几种斑块类型占优势。
连接度指数	$\begin{matrix} CONNECT = \frac{\overset{n}{\sum_{j = k}} C_{ijk}}{\frac{n_{i} (n_{i} - 1)}{2}} \times 100 \end{matrix}$	C_ijk为斑块类i中斑块j与斑块k在用户给定阈值距离内的连接值(连接为1,不连接为0),n_i为景观中斑块类i的斑块数。连接度指数记录了给定斑块数下的最大可能连接的百分数。
聚集度指数	$\begin{matrix} AI = [\sum_{i}^{=} (\frac{g_{ij}}{g_{ijmax}}) \times P_{i}] \times 100 \end{matrix}$	$\begin{matrix} g_{ijmax} \end{matrix}$ 为同种斑块类型i的所有像元之间最大邻接数, $\begin{matrix} g_{ijm ax} \end{matrix}$ =Ai-n²,式中,A_i为第i类斑块的总面积,n为正方形的边长。反映不同斑块类型的随机性或聚集程度,其值越大表示同类斑块的聚集度越高。