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\摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 18 期摇 摇 2011 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征 吴摇 琴,胡启武,曹广民,等 (5107)………………………………………
开垦对绿洲农田碳氮累积及其与作物产量关系的影响 黄彩变,曾凡江,雷加强,等 (5113)……………………
施氮对几种草地植物生物量及其分配的影响 祁摇 瑜,黄永梅,王摇 艳,等 (5121)………………………………
浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析 祁彩虹,金则新,李钧敏 (5130)……………………………
大兴安岭林区不同植被对冻土地温的影响 常晓丽,金会军,于少鹏,等 (5138)…………………………………
樟子松树轮不同组分的稳定碳同位素分析 商志远,王摇 建,崔明星,等 (5148)…………………………………
内蒙古不同类型草地叶面积指数遥感估算 柳艺博,居为民,朱高龙,等 (5159)…………………………………
杭州西湖北里湖荷叶枯落物分解及其对水环境的影响 史摇 绮,焦摇 锋,陈摇 莹,等 (5171)……………………
火干扰对小兴安岭落叶松鄄苔草沼泽温室气体排放的影响 于丽丽,牟长城,顾摇 韩,等 (5180)………………
黄河中游连伯滩湿地景观格局变化 郭东罡,上官铁梁,白中科,等 (5192)………………………………………
黄土区次生植被恢复对土壤有机碳官能团的影响 李摇 婷,赵世伟,张摇 扬,等 (5199)…………………………
我国东北土壤有机碳、无机碳含量与土壤理化性质的相关性 祖元刚,李摇 冉,王文杰,等 (5207)……………
黄土旱塬裸地土壤呼吸特征及其影响因子 高会议,郭胜利,刘文兆 (5217)……………………………………
宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性 安韶山,李国辉,陈利顶 (5225)……………………
岩溶山区和石漠化区表土孢粉组合的差异性———以重庆市南川区为例 郝秀东,欧阳绪红,谢世友 (5235)…
夏蜡梅及其主要伴生种叶的灰分含量和热值 金则新,李钧敏,马金娥 (5246)…………………………………
苏柳 172 和垂柳对 Cu2+的吸收特性及有机酸影响 陈彩虹,刘治昆,陈光才,等 (5255)………………………
导入 TaNHX2 基因提高了转基因普那菊苣的耐盐性 张丽君,程林梅,杜建中,等 (5264)………………………
空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响 郭彦军,倪摇 郁,郭芸江,等 (5273)……………
黄土高原旱塬区土壤贮水量对冬小麦产量的影响 邓振镛,张摇 强,王摇 强,等 (5281)…………………………
咸阳地区近年苹果林地土壤含水量动态变化 赵景波,周摇 旗,陈宝群,等 (5291)………………………………
苗药大果木姜子挥发油成分变化及其地理分布 张小波,周摇 涛,郭兰萍,等 (5299)……………………………
环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化 丁彦聪,高摇 群,刘家尧,等 (5307)…………………
不同基质对北草蜥和中国石龙子运动表现的影响 林植华,樊晓丽,雷焕宗,等 (5316)…………………………
安徽沿江浅水湖泊越冬水鸟群落的集团结构 陈锦云,周立志 (5323)……………………………………………
黑胸散白蚁肠道共生锐滴虫目鞭毛虫的多样性分析与原位杂交鉴定 陈摇 文,石摇 玉,彭建新,等 (5332)……
基于熵权的珠江三角洲自然保护区综合评价 张林英,徐颂军 (5341)……………………………………………
专论与综述
中小尺度生态用地规划方法 荣冰凌,李摇 栋,谢映霞 (5351)……………………………………………………
土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展 陈摇 朝,吕昌河,范摇 兰,等 (5358)………………………………
海洋浮游植物与生物碳汇 孙摇 军 (5372)…………………………………………………………………………
多年冻土退化对湿地甲烷排放的影响研究进展 孙晓新,宋长春,王宪伟,等 (5379)……………………………
生源要素有效性及生物因子对湿地土壤碳矿化的影响 张林海,曾从盛,仝摇 川 (5387)………………………
生态网络分析方法研究综述 李中才,徐俊艳,吴昌友,等 (5396)…………………………………………………
研究简报
不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态 金晓明,艾摇 琳,刘及东,等 (5406)………………………………
主题分辨率对 NDVI空间格局的影响 黄彩霞,李小梅,沙晋明 (5414)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*314*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄09
封面图说: 在树上嬉戏的大熊猫———大熊猫是中国的国宝,自然分布狭窄,数量极少,世界上仅分布在中国的四川、陕西、甘肃
三省的部分地区,属第四纪冰川孑遗物种,异常珍贵。 被列为中国国家一级重点保护野生动物名录,濒危野生动植
物种国际贸易公约绝对保护的 CITES附录一物种名录。 瞧,够得上“功夫熊猫冶吧。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 18 期
2011 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 18
Sep. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:福建省国际合作重点项目(2009I006);欧盟第七框架项目资助( IGIT 247608);福建省重点资助项目“海峡西岸经济区生态文明理论
与技术支撑体系研究冶
收稿日期:2010鄄07鄄07; 摇 摇 修订日期:2011鄄05鄄10
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jmsha@ fjnu. edu. cn
黄彩霞,李小梅,沙晋明.主题分辨率对 NDVI空间格局的影响.生态学报,2011,31(18):5414鄄5420.
Huang C X, Li X M, Sha J M. The impact of thematic resolution on NDVI spatial pattern. Acta Ecologica Sinica,2011,31(18):5414鄄5420.
主题分辨率对 NDVI空间格局的影响
黄彩霞1,李小梅1,沙晋明2,*
(1. 福建师范大学环境科学与工程学院,福州摇 350007; 2. 福建师范大学中欧景观与环境管理中心,福州摇 350007)
摘要:景观格局与尺度的相互关系一直是景观生态学的研究重点。 景观生态学中的尺度内涵包括时间、空间和分析(观察)等。
近年来景观格局与空间、时间尺度关系受到广泛关注,而分析尺度对格局的影响探讨较少。 地理空间信息的主题分辨率反映了
地理空间信息的制图细节,即专题图的分类数。 以 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)为专题图内容,选择福州行政
区、福州城区和永泰县为研究区域,通过改变 NDVI分类数,研究主题分辨率对空间格局的影响。 NDVI 格局指数包括:斑块数
量(NP)、最大斑块占景观面积比例(LPI)、斑块平均大小(AREA鄄MN)、面积加权平均形状指数(SHAPE鄄AM)、面积加权平均分
维数(FRAC鄄AM)、蔓延度指数(CONTAG)、散步与并列指数(IJI)、香农多样性指数(SHDI)。 结果表明格局指数对主题分辨率
(分类数)的连续响应特征如下:初始条件敏感区(分类数 2—4 类)、敏感响应区(分类数为 4—8 类)、适合分析尺度区(分类数
8—12 类)、不敏感区(分类数逸12 类);格局指数与主题分辨率的关系有对数增长、线性增长和幂函数下降等。 分析尺度对
NDVI空间格局影响的本质原因是相对应的生态系统等级结构的存在。
关键词:主题分辨率;空间格局指数;尺度;NDVI
The impact of thematic resolution on NDVI spatial pattern
HUANG Caixia, LI Xiaomei1, SHA Jinming2,*
1 College of Environmental Science & Environmental Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
2 China鄄European Center of Landscape & Environmental Management, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
Abstract: The interrelationship between pattern and scale is still an important topic in landscape ecology。 Scale means
“the window of perception冶, or the measurement of time, space and analysis ( or observation) . In recent years, the
relationship between pattern and temporal or spatial scale has been extensively studied, but the relationship between pattern
and analysis scale has been less studied. Usually landscape pattern is expressed by a series of pattern indices, which are
counted under the control of the principle of thematic classification, so numbers of thematic classes may influence the value
of indices. For example, if there is fewer classes ( less than 5 classes) in one thematic map, many landscape patches are
aggregated into one class, the landscape heterogeneity would be largely ignored, otherwise, the landscape boundary would
be vague with too detailed classification. In this paper, analysis scale refers to the thematic resolution of spatial information
or numbers of thematic classes in a map, and reflects the mapping detail of geo鄄information. The paper is expected to derive
the proper number of thematic classes during landscape mapping and reveal how thematic resolution influences the landscape
pattern.
We design three typical districts as the research areas. One is Fuzhou administrative district representing the mixed
landscapes with cities, forest and agricultural land under the similar land use policy and management in large region, next
is Fuzhou urban area characterized by the human鄄made landscape at middle space scale, and the last one is Yongtai county
representing the semi鄄natural landscape with a large proportion of forest & agricultural land at small space scale. We analyze
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the influence of NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) classes on its spatial pattern. The pattern indices include
NP (Number of Patches), LPI ( Largest Patch Index), AREA鄄MN ( Patch Area Mean), SHAPE鄄AM (Area鄄weighted
Mean SHAPE Index), FRAC鄄AM (Area鄄weighted Mean patch Fractal Dimension), CONTAG ( Contagion Index), IJI
(Interspersion鄄Juxtaposition Index), and SHDI (Shannon忆s Diversity Index) . The analysis generated the following results.
Firstly, it is shown that there are critical analysis scale domains for pattern indices: if the number of classes is less
than 4, indices change dramatically; if the number of classes is more than 12, indices keep stable, and the result is similar
with that of the response of pattern indices to spatial scales. Moreover, the response sequence of pattern indices to analysis
scale is identified: the initiatively sensitive scales (2—4 classes), sensitive scales (4—8 classes), proper analytical
scales (8—12 classes), and insensitive scales (more than 12 classes) .
Secondly, by comparing the two group regions (Fuzhou administrative district / Fuzhou urban area, Fuzhou urban area
/ Yongtai county), except SHAPE鄄AM, the response trend of other pattern indices to the number of chasses keeps similar
in despite of the changed values of pattern indices in different regions. Therefore, factors such as study area and human
disturbance have little influence on the relationship of pattern鄄analysis scale.
Lastly, the quantitative relationships between different pattern indices and thematic resolutions are listed as following:
logarithmic growth for NP and SHDI with analysis scale, linear growth for LPI and CONTAG with analysis scale, power
decrease for AREA鄄MN with analysis scale. The impact of thematic resolution on NDVI pattern is a result of the inherent
hierarchy of the landscape, just like that of the spatial scale.
Overall, in a NDVI classification map, 8—12 classes are optimally recommended in the light of the landscape pattern.
NDVI landscape pattern has steadily thematic scale鄄dependency without the influence of study area and strength of human
activity. NP、SHDI and CONTAG should be selected as the typical pattern indices in that they steadily change with the
analysis scales.
Key Words: thematic resolution;spatial pattern indices;scale;NDVI
NDVI(归一化植被指数)定义为近红外波段和可见光波段数值之差和这两个波段数值之和的比值。
NDVI变化可以作为生态系统的反馈变量揭示植被生长状态和覆被变化,同时由于土地利用与覆被的关联性
也可以在一定程度上反映出当地社会经济系统的动态特征[1],因此本文对研究区 NDVI进行分类,讨论 NDVI
格局的尺度依赖性特征。
景观格局包括景观组成单元的多样性和空间配置,景观格局分析的目的不是描述景观格局,而是要解释
和理解其中存在的生态过程和现象[2]。 景观格局的斑块类型和空间分布和配置可以通过景观指数来分析。
大部分景观指数之间景观格局信息重复,具有一定的相关性, Gimona 等[3]将多种景观指数用于预测植物物
种丰富度,结果表明只有与形状有关的指数与物种的丰富度有一定的相关性。 因此,根据研究的区域特点来
选择有效的指数,而不是盲目的应用,不同的指数选择可能就会得到不同的分析结果。 景观指数具有尺度效
应、方向性[4]以及其他行为学特征,随着空间幅度和粒度的变化而变化,在使用这些指数时有必要明确地指
出尺度[5鄄8]。 尺度分为空间尺度和分析尺度。 除了粒度和幅度,尺度的定义还要包括最低映射单元(MMU)和
主题分辨率[9]。 幅度和粒度属于空间尺度,而主题分辨率属于分析尺度,与空间尺度不同。 前人研究多数集
中于幅度、粒度的变化对景观指数的影响,申卫军等[10]考查了 16 种常用的景观水平格局指数随空间幅度变
化行为,得出边界总长、景观形状指数和斑块丰度密度与幅度之间的关系可用简单的函数关系来表达;朱明
等[11]认为斑块密度、边界密度、平均斑块分维度、景观聚集度和最大斑块占景观面积比例的粒度效应比较
明显。
虽然一般景观指数的尺度关系是相当好理解的,但主题分辨率的问题没有得到太多的关注。 改变主题分
辨率也就是改变影像数据的分类数,不同的分类图形成了不同的景观格局细节,导致景观指数的结果不同。
5145摇 18 期 摇 摇 摇 黄彩霞摇 等:主题分辨率对 NDVI空间格局的影响 摇
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因为景观指数表征某一尺度的分类地图的地理和空间属性,是取决于主题分辨率和分类规则的,普遍认为这
些参数的改变会影响结果[3]。 Castilla 等[9]发现镶嵌格局的斑块性随着主题的分辨率的增加而单调增加。
Buyantuyev和 Wu[12]经研究得出主题分辨率对景观指数的影响展现出一些普遍的形式:单调的增加,单调的
降低,微小变化或者不规则。 Bailey等[13]按生境类型将景观分为 2、3、14 和 47 类生境,并在这 4 个主题分辨
率水平上,研究不同类型群和个体大小群体的景观格局指数和农业生物多样性之间的关系。 在景观格局分析
中必须考虑主题分辨率的影响,如同关于粒度和幅度的这些影响[5]。
N
闽侯县
罗源县
连江县
城区
长乐市
福清市
平潭县
永泰县
20 0 20 40km
闽清县
图 1摇 福州市行政区划图
Fig. 1摇 Administrative map of Fuzhou city
1摇 研究区概况
研究区福州位于福建省东部闽江下游,北纬 25毅
15忆—26毅39忆,东经 118毅08忆—120毅31忆。 现辖五区、六县、
两个县级市和一个经济区。 全市土地总面积 11968
km2,其中城区面积 1181 km2;永泰县位于东经 118毅
23忆—119毅12忆,北纬 25毅39忆—26毅05忆之间,总面积 2241
km2,福州市行政区划见图 1。
福州市所在地属于典型的河口盆地,盆地四周被群
山峻岭所环抱,其海拔多在 600—1000 m 之间;地带性
植被类型以中亚热带常绿阔叶林为主,但由于人为长期
对植被的破坏,目前植被类型主要以马尾松群落为主的
针叶林,而阔叶林只呈斑块状分布;人工植被以各种农
作物为主。 永泰境内群山林立,大部分地区海拔在
500—1000 m,大樟溪自西向东,横贯中部,形成长廊式的谷地,是“八山一水一分田冶的山区农业县,常绿阔叶
林是永泰县具有代表性的天然植被,但由于缺乏保护,存留面积不多。 在长期的人为作用下,大面积的原始森
林被次生林和人工林所替代,以马尾松和杉木为主的人工林面积占林地面积的 75%以上[14]。
2摇 研究方法
2. 1摇 数据来源
本文数据资料为 TM遥感影像(2002 年 5 月 4 日),影像分辨率为 30 m,在分析前影像已进行预处理,投
影类型为 Transverse Mercator。
2. 2摇 景观格局指数的选取
在众多的景观指数中,大部分景观指数的景观格局信息重复,且单个指数无法描述整个景观的特征,需要
对景观指数进行筛选,并结合不同的景观指数对景观格局进行分析[15]。 本文参考前人的研究成果[16鄄22]以及
根据研究区域的特征,选取了 8 个指数:淤斑块面积与数量指数(表征景观格局的破碎程度):斑块数量(NP)、
最大斑块占景观面积比例(LPI)和斑块平均大小(AREA鄄MN);于形状指数(表征景观格局的几何形状):面积
加权平均形状指数(SHAPE鄄AM)和面积加权平均分维数(FRAC鄄AM);盂聚散性指数(表征景观格局的空间分
布排列特征):蔓延度指数(CONTAG)和散步与并列指数(IJI);榆多样性指数(表征景观格局组分):香农多样
性指数(SHDI)。 各景观指数的计算公式和公式描述见文献[5]。 景观指数分为斑块水平指数、斑块类型水平
指数以及景观水平指数 3 个类型,本文仅在景观水平上进行景观指数的计算,以描述研究区的整体景观格局
特征。
2. 3摇 技术方法
将 2002 年福州 TM影像变换成 NDVI 的单波段图像,对其进行 K鄄Means 非监督分类(分类数为 2,4,6,
…,20 类),分类后处理获得福州行政区 NDVI分类图,在福州行政区 NDVI 分类图上进行掩膜获得福州城区
和永泰县的 NDVI分类图,将分类图转成 Grid数据后计算景观指数。
3摇 结果与讨论
本文讨论福州行政区、福州城区和永泰县 3 个具有不同幅度且城市化发展水平不同的区域,其 NDVI 格
6145 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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局在景观水平上的指数对分类尺度的响应特征。 NDVI 格局的景观指数随分类尺度的变化曲线见图 2,并对
变化曲线进行拟合得到表 1。
3. 1摇 NP和 AREA鄄MN的分类尺度依赖性特征
NP和 AREA鄄MN直接反映了景观格局的破碎程度,在区域面积不变的前提下,二者在数值上成反函数关
系。 图 2 中,分类数 8—12 是一个分类尺度阈,小于该阈值范围,NP和 AREA鄄MN数值变化剧烈,而大于该阈
值,指数值趋于稳定状态。 由表 1 可知,随着分类数的增加,NP 呈对数增长,AREA鄄MN 呈幂函数下降。 3 个
区域的 NP和 AREA鄄MN的分类尺度依赖性特征一致的。
表 1摇 景观格局指数分类尺度拟合曲线
Table 1摇 Fitting curve of landscape indices and analytic scales
景观指数
Landscape indices
研究区域
Research regions
拟合曲线
Fitting curve R
2 预测行为
Predictable behavior
NP 福州市 y=3233. 3lnx-1777. 6 0. 9528 对数增长
福州市区 y=1680. 3lnx-1433. 5 0. 9649 y=alnx-b
永泰县 y=2881. 4lnx-2025. 7 0. 9673 (a>0,b>0)
LPI* 福州市 y=0. 3434x+11. 19 0. 7141 直线增长
福州市区 y=0. 294x+27. 949 0. 9852 y=ax+b
永泰县 y=1. 3676x+34. 793 0. 7237 (a>0,b>0)
AREA鄄MN 福州市 y=2891. 8x-1. 0895 0. 8912 幂函数下降
福州市区 y=1238. 4x-1. 3729 0. 9491 y=ax-b
永泰县 y=1056. 8x-1. 2567 0. 9109 (a>0,b>0)
SHAPE鄄AM 三个区域 — — 不规则变化
FRAC鄄AM 三个区域 — — 从分类数 4 开始单调下降
CONTAG 福州市 y=1. 2822x+7. 7822 0. 9916 直线增长
福州市区 y=1. 0094x+25. 256 0. 9963 y=ax+b
永泰县 y=1. 0324x+28. 374 0. 9546 (a>0,b>0)
IJI 三个区域 — — 先增加后下降
SHDI 福州市 y=0. 6334lnx+0. 4149 0. 9379 对数增长
福州市区 y=0. 5586lnx+0. 4967 0. 9273 y=alnx+b
永泰县 y=0. 5292lnx+0. 2423 0. 8974 (a>0,b>0)
摇 摇 *表示拟合时忽略 2 类数据
3. 2摇 LPI、CONTAG和 IJI的分类尺度依赖性特征
LPI反映优势斑块显著程度,CONTAG描述不同斑块类型的团聚程度或延展趋势,IJI 反映各个斑块类型
间的总体散布与并列状况。 图 2 和表 1 中,LPI 与 CONTAG 变化趋势基本一致,分类数为 2—4 之间急速下
降,而后随分类数的增加,两个指数呈直线增长。 相反,表达斑块散布与并列状况的 IJI,其变化趋势与上述两
个指标基本相反。
NDVI格局的 LPI和 CONTAG随分类尺度的变化规律在 3 个区域之间基本相似,在同一分类数下,3 个区
域的 NDVI格局的 LPI值顺序为:永泰县>福州城区>福州行政区。 永泰县地势比较陡峭,大部分地区海拔在
500—1000 m,人类活动干扰程度较小,林地 NDVI值较大,具有高 NDVI 值的林地成为优势斑块,而且优势斑
块(林地)在整个区内具有较高的连通性;福州城区地势较和缓,人口聚集,林地受到人为因素扰动较大,斑块
间面积差异较大[23],具有高 NDVI值的林地优势度仍较为明显,整体上连通程度稍低;从福州行政区大区域
来说,其 NDVI 格局的 LPI 和 CONTAG 值低是容易理解的。 因此在同样的分类尺度下,NDVI 的 LPI 和
CONTAG大小与研究区域的面积大小和优势景观类型密切相关。
NDVI格局的 IJI随分类尺度在 3 个区域之间的变化规律与 LPI和 CONTAG具有相反的趋势。
3. 3摇 SHAPE鄄AM和 FRAC鄄AM的分类尺度依赖性特征
SHAPE鄄AM和 FRAC鄄AM均反映 NDVI 格局的形状复杂程度。 图 2 中,当分类数逸8 时,SHAPE鄄AM 和
7145摇 18 期 摇 摇 摇 黄彩霞摇 等:主题分辨率对 NDVI空间格局的影响 摇
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0
2000
4000
6000
8000
福州行政区
福州城区
永泰县 0
20
40
60
80
100
0
500
1000
1500
2000
2500
45
67
89
1011
1213
14
1.10
1.12
1.14
1.16
1.18
1.20
1.22
1.24
1015
2025
3035
4045
5055
60
70
80
90
100
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
分类数 Classes 分类数 Classes4 6 8 10 12 14 16 18 20 42 6 8 10 12 14 1618 20
42 6 8 10 12 14 1618 2042 6 8 10 12 14 16 18 20
42 6 8 10 12 14 1618 2042 6 8 10 12 14 16 18 20
42 6 8 10 12 14 1618 2042 6 8 10 12 14 16 18 20
散布
与并
列指
数 (I
JI)
Inter
spers
ion-j
uxtap
ositio
n ind
ex/%
面积
加权
平均
分维
数
(FRA
C-AM
)
Area
-weig
hted
mean
fract
al dim
ensio
n
平均
斑块
大小
(AR
EA-M
N)
Patch
area
mea
n /hm
2
斑块
数量
(NP
)
Num
ber o
f patc
hes
香农
多样
性指
数
(SHD
I)
Shan
nons
dive
rsity
index
蔓延
度指
数
(CON
TAG
)
Cont
agion
inde
x/%
面积
加权
平均
形状
指数
(SHA
PE-A
M)
Area
-weig
hted
mean
shap
e ind
ex
最大
斑块
占景
观面
积比
例 (L
PI)
Larg
est p
atch
index
/%
图 2摇 景观指数随分类尺度的变化特征
Fig. 2摇 Change of Landscape indices with the analytic scale
FRAC鄄AM较为稳定。 NDVI格局的 SHAPE鄄AM 和 FRAC鄄AM 随分类尺度的变化规律在 3 个区域之间有些
差别。
8145 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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3. 4摇 SHDI的分类尺度依赖性特征
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 NDVI 格局中
呈均衡化趋势分布[24]。 由表 1 可知,随着分类数的增加,SHDI 呈对数增长。 随着分类数的增加,NDVI 格局
的斑块类型增加了,所以 SHDI值增大。
NDVI格局的 SHDI随分类尺度的变化规律在 3 个区域之间相同,这种规律不随研究区域范围大小和区
域景观 NDVI值差异而改变。 但在同一分类数下,3 个区域的 NDVI格局的 SHDI值顺序为:福州行政区>福州
城区>永泰县,这说明福州行政区各斑块类型在 NDVI格局中的分布比其余两者均衡。
3. 5摇 NDVI景观格局分类尺度依赖性总特征
图 2 和表 1 表明,景观指数对分类尺度有明显的响应尺度阈, 可以分为 4 个变化区:淤初始敏感阈(2—4
类),景观指数变化率最大;于敏感阈(4—8 类),景观指数的变化率较高;盂最适尺度阈(8—12 类),景观指数
的变化趋于稳定,适合尺度效应分析;榆稳滞尺度阈(逸12 类),景观指数随分类数变化而停滞稳定,增加分类
数对格局变化没有意义。
NDVI景观格局对分类尺度的依赖性规律不随研究区域范围大小和区域景观 NDVI值差异而改变。
3. 6摇 讨论
(1)利用遥感影像进行景观制图时最适宜的分类数目是本文的核心。 若分类数过少,斑块聚合程度高,
景观图的信息量过少,不能突出异质性特征;若分类数过多,导致区域景观界限模糊。 本研究首先验证了
NDVI景观格局对分析尺度(主题分辨率)响应的临界特征(分类数<4,敏感;分类数>12,迟钝),这与景观格
局对空间粒度的响应特征[25]、景观阈值对影像格局的控制[26]等结果一致。 其次,研究发现 NDVI 景观格局鄄
分类尺度的连续响应范围为:初始敏感区(2—4 类)、敏感区(4—8 类)、分析尺度适合区(8—12 类)、不敏感
区(逸12 类),适宜分类数(8—12 类)与 Bailey等[13]在生物多样性监测———主题分辨率关系研究中所主张的
中等分类数(14 类)基本接近。
(2)研究区特性(如面积大小、受人类干扰程度)对 NDVI景观格局鄄分类尺度关系的影响是进一步探讨的
内容。 为此,选择福州市区 /福州行政区、福州市区 /永泰县两组区域进行对比分析。 结果发现除 SHAPE鄄AM
外,NDVI格局鄄分类尺度的变化规律较稳定(曲线形状一致),不随研究区域范围大小和人类干扰程度而改
变,而格局指数值大小与景观特征有关,与美国凤凰城和广东植被景观的研究结果相符[10,25]。
(3)本文最后讨论了 NDVI不同景观格局指数对分类尺度的响应特征之间的差异。 景观指数鄄分类数定量拟
合结果(表 1)显示:淤NP 和 SHDI 对数增长;于LPI 和 CONTAG直线增长;盂AREA鄄MN幂函数下降;榆SHAPE鄄
AM、FRAC鄄AM 和 IJI曲线拟合度较低。 该变化趋势可以直接应用于景观指数的筛选或稳定性分析,如 NP、SHDI
和 CONTAG(图 2)3个指数对分类尺度具有较为稳定的响应,与 Buyantuyev和Wu的研究结果一致[12]。
4摇 结论
NDVI景观格局对分析尺度(主题分辨率)响应具有临界特征,而且其临界阈值阈即最佳分类数为 8—12
类;NDVI景观格局具有较为稳定的尺度依赖性特征,不随研究区域范围大小和人类干扰程度而改变;NP、
SHDI和 CONTAG3 个景观格局指数可以被筛选作为 NDVI格局的代表性指数,对分类尺度具有稳定的响应。
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0245 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 18 September,2011(Semimonthly)
CONTENTS
CO2 emission from an alpine Kobresia humilis meadow in winters WU Qin, HU Qiwu, CAO Guangmin, et al (5107)………………
Effect of cultivation on soil organic carbon and total nitrogen accumulation in Cele oasis croplands and their relation to crop yield
HUANG Caibian, ZENG Fanjiang, LEI Jiaqiang, et al (5113)
…
……………………………………………………………………
Biomass and its allocation of four grassland species under different nitrogen levels
QI Yu, HUANG Yongmei, WANG Yan, et al (5121)
……………………………………………………
………………………………………………………………………………
Small鄄scale spatial patterns of genetic structure in Castanopsis eyrei populations based on autocorrelation analysis in the Tiantai
Mountain of Zhejiang Province QI Caihong, JIN Zexin, LI Junmin (5130)………………………………………………………
Influence of vegetation on frozen ground temperatures the forested area in the Da Xing忆anling Mountains, Northeastern China
CHANG Xiaoli,JIN Huijun,YU Shaopeng,et al (5138)
………
……………………………………………………………………………
Analysis of stable carbon isotopes in different components of tree rings of Pinus sylvestris var. mongolica
SHANG Zhiyuan, WANG Jian, CUI Mingxing, et al (5148)
……………………………
………………………………………………………………………
Retrieval of leaf area index for different grasslands in Inner Mongolia prairie using remote sensing data
LIU Yibo, JU Weimin, ZHU Gaolong, et al (5159)
………………………………
………………………………………………………………………………
Decomposition of lotus leaf litter and its effect on the aquatic environment of the Beili Lake in the Hangzhou West Lake
SHI Qi, JIAO Feng, CHEN Ying, et al (5171)
……………
……………………………………………………………………………………
Effects of fire disturbance on greanhouse gas emission from Larix gmelinii鄄Carex schmidtii forested wetlands in XiaoXing忆an
Mountains, Northeast China YU Lili, MU Changcheng, GU Han, et al (5180)…………………………………………………
Wetland landscape transition pattern of Lianbo Beach along the Middle Yellow River
GUO Donggang,SHANGGUAN Tieliang,BAI Zhongke,et al (5192)
…………………………………………………
………………………………………………………………
Effect of revegetation on functional groups of soil organic carbon on the Loess Plateau
LI Ting, ZHAO Shiwei,ZHANG Yang, et al (5199)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Soil organic and inorganic carbon contents in relation to soil physicochemical properties in northeastern China
ZU Yuangang, LI Ran, WANG Wenjie, et al (5207)
………………………
………………………………………………………………………………
Characteristics of soil respiration in fallow and its influencing factors at arid鄄highland of Loess Plateau
GAO Huiyi, GUO Shengli, LIU Wenzhao (5217)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Soil microbial functional diversity between rhizosphere and non鄄 rhizosphere of typical plants in the hilly area of southern Nixia
AN Shaoshan,LI Guohui,CHEN Liding (5225)
……
……………………………………………………………………………………
Differences in the surface palynomorph assemblages on a karst mountain and rocky desertification areas: a case in Nanchuan
District,Chongqing HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou (5235)………………………………………………………
Ash content and caloric value in the leaves of Sinocalycanthus chinensis and its accompanying species
JIN Zexin, LI Junmin, MA Jine (5246)
………………………………
……………………………………………………………………………………………
Uptake kinetic characteristics of Cu2+by Salix jiangsuensis CL J鄄172 and Salix babylonica Linn and the influence of organic acids
CHEN Caihong, LIU Zhikun, CHEN Guangcai, et al (5255)
…
………………………………………………………………………
Introduction of TaNHX2 gene enhanced salt tolerance of transgenic puna chicory plants
ZHANG Lijun,CHENG Linmei,DU Jianzhong,et al (5264)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of air humidity and soil water deficit on characteristics of leaf cuticular waxes in alfalfa (Medicago staiva)
GUO Yanjun, NI Yu,GUO Yunjiang, et al (5273)
…………………
…………………………………………………………………………………
Influence of water storage capacity on yield of winter wheat in dry farming area in the Loess Plateau
DENG Zhenyong, ZHANG Qiang, WANG Qiang, et al (5281)
…………………………………
……………………………………………………………………
Research of dynamic variation of moisture in apple orchard soil in the area of Xianyang in recent years
ZHAO Jingbo, ZHOU Qi, CHEN Baoqun, et al (5291)
………………………………
……………………………………………………………………………
Volatile oil contents correlate with geographical distribution patterns of the miao ethnic herb Fructus Cinnamomi
ZHANG Xiaobo,ZHOU Tao,GUO Lanping,et al (5299)
……………………
……………………………………………………………………………
Effect of environmental factors on growth of Chlorella sp. and optimization of culture conditions for high oil production
DING Yancong, GAO Qun, LIU Jiayao, et al (5307)
………………
………………………………………………………………………………
The effects of substrates on locomotor performance of two sympatric lizards, Takydromus septentrionalis and Plestiondon chinensis
LIN Zhihua, FAN Xiaoli, LEI Huanzong, et al (5316)
……
……………………………………………………………………………
Guild structure of wintering waterbird assemblages in shallow lakes along Yangtze River in Anhui Province, China
CHEN Jinyun, ZHOU Lizhi (5323)
…………………
…………………………………………………………………………………………………
Phylogenetic diversity analysis and in situ hybridization of symbiotic Oxymonad flagellates in the hindgut of Reticulitermes chinensis
Snyder CHEN Wen, SHI Yu, PENG Jianxin, et al (5332)………………………………………………………………………
An entropy weight approach on the comprehensive evaluation of the Pearl River Delta Nature Reserve
ZHANG Linying, XU Songjun (5341)
………………………………
………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
On planning method of mesoscale and microscale ecological land RONG Bingling, LI Dong, XIE Yingxia (5351)……………………
Effects of land use change on soil organic carbon:a review CHEN Zhao,L譈 Changhe,FAN Lan,et al (5358)………………………
Marine phytoplankton and biological carbon sink SUN Jun (5372)………………………………………………………………………
Effect of permafrost degradation on methane emission in wetlands: a review
SUN Xiaoxin, SONG Changchun, WANG Xianwei, et al (5379)
……………………………………………………………
…………………………………………………………………
A review on the effects of biogenic elements and biological factors on wetland soil carbon mineralization
ZHANG Linhai, ZENG Congsheng, TONG Chuan (5387)
………………………………
…………………………………………………………………………
A review of studies using ecological network analysis LI Zhongcai, Xu Junyan, WU Changyou, et al (5396)…………………………
Scientific Note
Dynamics of age structures on Agropyron michnoi and Leymus chinensis in different communities
JIN Xiaoming, AI Lin, LIU Jidong, et al (5406)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
The impact of thematic resolution on NDVI spatial pattern HUANG Caixia, LI Xiaomei, SHA Jinming (5414)………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 18 期摇 (2011 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 18摇 2011
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