景观生态学实验报告(3)

华中农业大学实验报告实验课程：景观生态学实验实验时间：2015年11月15日成绩：专业班级：地信1302学号：2013303200213姓名：纪秋磊批阅老师：不同水平的景观空间格局定量分析一、实验目的1.熟悉和学习Fragstats的使用；2.掌握不同水平的空间格局定量分析的方法；3.观察和分析在不同幅度和粒度下各景观指数的特点；二、实验内容利用在实验一和实验二中处理产生的不同幅度，不同粒度的景观图。分析幅度变化和粒度变化，景观空间格局指数的变化特征。分析的指标包括：斑块数量(NP):NP=ni,ni为在整个景观中第i种类型所包含斑块总数；斑块数量在一定程度上，可以衡量某一特定斑块类型的破碎程度斑块面积(PatchArea):，每一个包括景观马赛克的斑块的区域，也许是包含在景观中的最重要的和有用的信息。圈定斑块的4-邻域或8-邻域规则的选择都会对这一指标的影响。斑块周长(PatchPerimeter):PERIM=Pij，斑块周长包括任何内部孔，无论周边是真正的边缘或没有（例如，当景观边界存在时，一个斑块被景观边界一分为二）。斑块密度(PatchDensity):PD=N/A,即每平方公里的斑块数景观聚集度指数(AggregationIndex):C=Cmax+ninjijP11ln（ijP），式中Cmax是聚集度指数的最大值[2ln(n)],n为景观中斑块类型总数，ijP为斑块类型i与j相邻的概率分维数(FractalDimensionIndex):P=k2/dFA，dF=2ln（P/k）/ln（A),式中，P是斑块的周长，A是斑块的面积，dF是分维数，即不规则几何形状的非整数维数。k是常数。Shannon多样性指数(ShannonDiversityIndex):，即每一斑块类型所占景观总面积的比例乘以其对数，然后求和，取负值，当斑块类型增加或各类型板块所占面积比例趋于相似时，SHDI的值也相应增加。周长面积比（Perimeter-AreaRatio）:，即斑块的周长与面积的比值，周长面积比是一个简单的形状复杂度，但没有对简单的欧氏形状（例如，正方形）标准化。这个指标的一个问题是，它随斑块大小而变化。例如，保持形状不变，斑块尺寸的增加会导致周长面积比减少。平均斑块面积指数(MeanPatchAreaIndex):MPS=(A/N)*610,表示景观中所有斑块的总面积（平方米）除以斑块总数，再乘以610(转换成平方千米）。斑块丰富度（PatchRichness）:PR=m，表示景观中不同斑块类型总数。斑块形状指数（PatchShapeIndex）:LSI=AE25.0,表示景观中所有斑块边界的总长度（米）除以景观总面积（平方米）的平方根，再乘以正方形校正系数。当景观中只有一个正方形斑块时，LSI=1；当景观中斑块形状不规则或偏离正方形时，LSI值增大。共11个指标，产生分析曲线（如图），结合理论课内容，解释原因。三、实验步骤及结果1、打开Fragstats软件点击新建，新建一个工程2、点击Addlayer，添加数据；逐一添加自己处理的后的img图像3、在Commontables中的classdescriptors添加类属性文件命名为header.Fcd4、在Analysisparameters中的samplingstrategy设置分析参数5、选择景观分析指数（01）在Patchmetrics中的Area-Edge选项卡中勾选PatchArea（AREA）和PatchPerimeter（PERIM）(02)在Classmetrics中的Aggregation选项卡中勾选NumberofPatches(NP)和PatchDensity(PD)(03)在Landscapemetrics中的Diversity选项卡中勾选PatchRichness（PR）和Shannon’sDiversityIndex6、点击运行（Run）并得出结果7、同理，添加不同粒度图像，进行景观指数分析。8、将结果在Excel中整理分析四、实验结果在类型水平上研究斑块数量(NumberofPatches)和斑块密度(PatchDensity)的关系，从实验结果的折线图中可以看出，在相同幅度下，粒度越大NP（斑块数量）越小，PD（斑块密度）越小，两者趋势相同，这是因为随着粒度的增大，相近的斑块可能会发生合并，因而导致斑块数减少，在相同面积内，密度也随之减小；在相同粒度下，幅度越大NP越大，PD无明显变化，这是因为，随着幅度的增大，影像区域随之增大，斑块数量故而增大，而同时，幅度的变化对相同区域内的斑块数并无明显影响，所以斑块密度无明显变化。在景观水平上研究景观聚集度指数(AggregationIndex)、Shannon多样性指数(ShannonDiversityIndex)的关系，从实验结果的折线图上可以看出，它们随景观幅度或粒度的变化趋势大致相同，随景观幅度和粒度的变化趋势大致相反，幅度越大，AI（景观聚集度指数）、SHDI（多样性指数）越大，粒度越大，AI、SHDI越小。五、实验心得这次的实验我们接触到了新的软件Fragstats，对我们来说是一个挑战，Fragstats看似简单，但是功能却相当强大，是数据处理的强大助手，在借助Excel的情况下控制变量，通过折线图得出了实验结果，不同水平的景观空间格局的定量分析。