[发明专利]一种陆地自然保护区景观保护价值计算方法

摘要

本发明公开了一种专门用于评估陆地自然保护区景观保护价值的计算方法，特别是能够客观地量化陆地自然保护区景观保护价值，给出陆地自然保护区景观保护价值指数，可以实现相同类型自然保护区的景观保护价值排序，增强自然保护区景观保护价值的可比性。

主权项

1.一种陆地自然保护区景观保护价值计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：①景观类型划分，建立自然保护区景观分类体系，共分8个一级类，33个二级类和85个三级类，根据所评估的陆地自然保护区类型，参照上述分类体系划分具体景观类型；②保护性景观和人工干扰性景观类型的确定，根据陆地自然保护区的性质和类型，确定具体的保护性景观和人工干扰性景观类型，保护性景观是指陆地自然保护区主要保护的景观类型，包括自然生态系统和珍稀濒危野生动植物的生境，人工干扰性景观是指对自然生态系统和野生动植物生境造成干扰和破坏的人工景观类型；步骤2：制作景观类型空间分布图，利用地理信息系统软件制作自然保护区景观类型空间分布图；步骤3：①合并相邻保护性景观斑块，在景观类型空间分布图中取消相邻保护性景观图斑之间的分界线，把相邻保护性景观合并形成一个斑块，如果相邻保护性景观类型之间存在铁丝网人工永久性隔离因子，将此类型的相邻保护性景观作为彼此隔离的斑块对待不参与合并；②制作保护性景观镶嵌体空间分布图，对于合并后的保护性景观斑块，如果是由于交通运输用地导致彼此不相连，对不相连的保护性景观斑块做进一步合并处理，将进一步处理后的保护性景观斑块作为保护性景观镶嵌体并制作保护性景观镶嵌体空间分布图，统计各保护性景观镶嵌体的面积及周长，进一步合并处理，主要是考虑到四级公路、林区公路、农村道路等人工干扰性景观类型对保护性景观不形成实质性的隔离，因此，在空间处理上将不相连的保护性景观斑块合并形成以多部分要素形式存在的斑块；步骤4：计算保护性景观总体破碎化程度，采用破碎化指数计量保护性景观总体破碎化程度，基于陆地自然保护区保护性景观镶嵌体空间分布图，计算保护性景观总体破碎化指数即FI:FI=1-Σj=1n(SjS)]]>   ①式中：FI为保护性景观总体破碎化指数，介于0-1之间，其值越大，保护性景观总体上越趋于破碎，其完整性越差；S_j为第j个保护性景观镶嵌体的面积；S为保护性景观的总面积；n为保护性景观镶嵌体的个数；步骤5：计算保护性景观边缘效应强度，采用面积加权分形维数即FDI，计量保护性景观边缘效应强度，计算如下：FDI=Σj=1n(SjS·FDIj)]]>   ②FDIj=21g(0.25Pj)1gSj]]>   ③式中：FDI为保护性景观面积加权分形维数，理论值介于1-2之间，FDI值接近1，表明保护性景观总体形状趋于规则、简单；FDI值越大，保护性景观总体形状越复杂，表明边缘效应越强，相应地人类活动通过保护性景观镶嵌体边界对自然保护区保护对象的干扰影响程度就越大；FDI_j为第j个保护性景观镶嵌体的分形维数；S_j为第j个保护性景观镶嵌体的面积；S为保护性景观的总面积；P_j为第j个保护性景观镶嵌体的周长；n为保护性景观镶嵌体的个数；lg是以10为底的对数；步骤6：计算保护性景观镶嵌体面积有效性与关键景观类型空间连接程度。①对于森林生态系统类型自然保护区，计算保护性景观镶嵌体面积有效性，包括伞护种保护面积有效性和典型植被保护面积有效性，通过面积有效性指数计量面积有效性大小，计算如下：AEI=12(UEI+VEI)]]>   ④其中：UEI=Σj=1mSejTS]]>   ⑤VEI=Σj=1mSej'TS]]>   ⑥式中：AEI为保护性景观镶嵌体面积有效性指数，其值介于0-1之间，是伞护种保护面积有效性和典型植被保护面积有效性的综合反映；UEI为伞护种保护面积有效性指数，反映对维持伞护种最小种群长期生存发挥有效作用的保护性景观镶嵌体的总面积大小；VEI为典型植被保护面积有效性指数，反映对抵抗严重火灾、风灾干扰发挥有效作用的保护性景观镶嵌体的总面积大小；S_ej为第j个对维持伞护种最小种群长期生存发挥有效作用的保护性景观镶嵌体的面积，对维持伞护种最小种群长期生存发挥有效作用的保护性景观镶嵌体是指面积大于等于伞护种最小可存活面积的保护性景观镶嵌体；S’_ej为第j个对抵抗严重干扰发挥有效作用的保护性景观镶嵌体的面积，对抵抗严重干扰发挥有效作用的保护性景观镶嵌体是指面积大于等于典型植被受严重干扰后的平均一次性毁林面积；TS为自然保护区的总面积；m为发挥有效作用的保护性景观镶嵌体的个数；②对于草原与草甸、荒漠生态系统类型自然保护区，计算关键景观类型空间连接程度，关键景观类型是指自然保护区中水源作为关键生境因子的景观类型，采用空间连通性指数即CI，计量关键景观类型的空间连接程度，空间连通性指数的计算如下：CI=Σj≠kncjkn(n-1)/2]]>   ⑦式中：CI为关键景观类型连通性指数，计算时需根据自然保护区主要保护的野生动物种类的日活动范围，特别是自然保护区中处于食物链顶端的食肉动物伞护种，设定日扩散距离r作为连通性指数计算的空间尺度，CI介于0-1之间，其值越大，表明关键景观类型在空间尺度r范围内的连通性越强，相应地伞护种在自然保护区中活动扩散的阻力也就越小；CI能够借助现有软件FRAGSTATS计算，FRAGSTATS是由美国麻省大学阿默斯特分校开发的、专门用于分析景观空间格局的计算机程序软件，现行版本为FRAGSTATS v4，软件能够通过麻省大学官网免费下载使用；c_jk为空间尺度r范围内，关键景观类型斑块j和k的连接状态，当c_jk=1，斑块j和k相连接，当c_jk=0，斑块j和k不连接；n为关键景观类型的斑块个数；步骤7：计算陆地自然保护区景观保护价值指数；①森林生态系统类型自然保护区景观保护价值指数,采用几何平均法构建，计算方法如下：PVI=(1-FI)·(2-FDI)·AEI3×100]]>   ⑧式中：PVI为自然保护区景观保护价值指数，是景观水平上，自然保护区对伞护种和典型植被保护价值的综合反映，其值介于0-100之间，值越大，自然保护区景观保护价值越大；FI为保护性景观总体破碎化指数；FDI为保护性景观面积加权分形维数；AEI为保护性景观镶嵌体面积有效性指数；100为转换常数，乘100将PVI的值域范围扩增到0-100之间；②草原与草甸、荒漠生态系统类型自然保护区景观保护价值指数，采用几何平均法构建自然保护区景观保护价值指数即PVI的计算公式:PVI=STS·(1-FI)+(2-FDI)2·CI3×100]]>   ⑨式中，PVI为自然保护区景观保护价值指数，介于0-100之间，其值越大，自然保护区景观保护价值越高；S为保护性景观的总面积；TS为自然保护区的总面积；FI为保护性景观总体破碎化指数;FDI为保护性景观面积加权分形维数;CI为关键景观类型连通性指数；100为转换常数，乘100将PVI的值域范围扩增到0-100之间。