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相似文献
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1.
生态学中的尺度问题:内涵与分析方法   总被引:36,自引:9,他引:27       下载免费PDF全文
张娜 《生态学报》2006,26(7):2340-2355
尺度问题已成为现代生态学的核心问题之一.尺度问题主要涉及3个方面:尺度概念、尺度分析和尺度推绎.主要评述前两个方面.生态学尺度有三重概念:维数、种类和组分,其中每重概念又包含了多个定义,有必要进行澄清、分类和统一.尺度分析涉及尺度效应分析和多尺度空间格局分析.格局、过程及它们之间的关系,以及某些景观特性均表现出尺度效应,因此多尺度研究非常必要和重要.多尺度空间格局分析(尤其是特征尺度的识别)是进行尺度效应分析和跨尺度推绎的基础.多尺度分析需要特定的方法,景观指数法是最常用和最简单的方法,但也常产生误导;空间统计学方法(如半方差分析法、尺度方差分析法、空隙度指数法和小波分析法等)和分维分析法在最近十几年发展起来,并逐渐应用于生态学,在尺度分析上具有很大的应用潜力.各种方法在尺度分析上各有优势和不足,有必要同时使用两种或两种以上方法进行比较和评估.总之,有关尺度分析的研究需要进一步加强,从而为下一步的尺度推绎提供可靠的依据.  相似文献   

2.
IKONOS影像景观格局特征尺度的小波与半方差分析   总被引:24,自引:5,他引:19  
孙丹峰 《生态学报》2003,23(3):405-413
建立不同方向和尺度下景观格局的小波分析方法,并以IKONOS PAN 1m 影像为例,对城市景观和农田景观格局进行了实例研究,并与半方差函数的分析结果进行比较分析。试验结果发现试验区的城市景观图像表现出不同层次和方向的结构特征,主要是阴影-单个楼房-楼房与道路的组合3个尺度的特征,分别出现在2m,16m和128m以及256m分析尺度上,农田景观主要是树木行-农田2个层次和方向尺度特征组合,分别为2m,128m和256m。半方差分析结果对试验区景观结构的多层次和方向不敏感,但可发现景观结构的总体平均特征。城市景观总体结构在空间上的变程为135m,反映的是楼房与道路组合的总体平均特征;农田景观总体结构在空间上的变程为152m。通过改变半方差函数的分析范围和计算间距可以克服半方差对多尺度分析的不足,如该试验通过缩小城市景观和农田分析范围,也发现城市景观有一个在空间结构上15m的变程,与小波分析的特征尺度16m非常接近,而农田景观出现空穴效应的周期一半长度大约为2m,正好是小波分析出种植树木的行距结构特征尺度的大小。这要分析者对研究有一定的先验知识才能够做到选择合适的分析范围,而这恰是景观格局特征尺度分析服务的目的。通过试验区研究证明小波分析是一非常有应用前景的景观格局研究方法,与半方差分析相比,对在解释多尺度结构和不同方向的结构具有明显的优势,且不受分析数据统计平稳假设的约束,但由于对图像分解是基于2进制,导致分析尺度以2的幂函数变化,不像半方差分析可通过理论模型拟合,对特征尺度的估计可以是连续的。  相似文献   

3.
基于二维小波分析的景观特征尺度识别   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用3种常用小波基(Haar、Daubechies和Symlet),探讨了二维小波分析在沈阳地区城市、城乡交错区和农村3种景观类型特征尺度识别中的有效性.由于二维小波分析的变换尺度必须为2的整数次幂,这会导致景观中一些特征尺度无法精确识别,故本文将各景观类型影像像元大小分别重采样为3、3.5、4和4.5m,以增加分析时的尺度密度.结果表明:应用二维小波分析可清晰地识别景观特征尺度;Haar、Daubechies、Symle可分别作为城乡交错区景观、城市景观和农村景观特征尺度识别的最优小波基;Haar和Symlet均可应用于农村景观精细特征尺度的识别和城乡交错区景观边界的检测;Daubechies和Symlet可分别用于城市景观和农村景观的边界检测.  相似文献   

4.
以武夷山自然保护区为研究区域,用海拔、坡度、坡向和NDVI作为地形和植被景观变量,研究了地形-植被关系的尺度依赖性问题;利用小波分析工具,分别构建地形、植被因子在不同尺度上的小波方差图,然后利用小波系数计算NDVI和地形因子相关性.结果表明:武夷山自然保护区内NDVI及其地形因子均存在至少2个清晰的尺度结构,并且均是较大尺度上的小波方差更大,地形-植被二者存在的较小尺度区间比较一致,而较大的尺度区间略有差异;地形因子在中高尺度上与NDVI的相关性更强,反映了地形因子作为大的宏观制约因素对NDVI起作用;坡度和坡向与NDVI的相关性随尺度变化规律复杂并且波动性非常大.本研究有助于揭示自然保护区境内地形.植被多尺度复杂相关关系,同时也表明小波分析为揭示自然要素的多尺度空间结构提供了强有力的工具.  相似文献   

5.
生态学中的尺度问题——尺度上推   总被引:7,自引:0,他引:7  
张娜 《生态学报》2007,27(10):4252-4266
尺度推绎是生态学理论和应用的核心。如何在一个异质景观中进行尺度推绎仍然是一个悬而未决的科学难题,是对当今生态学家在全球变化背景下研究环境问题的重大挑战。就目前的研究,一般可分为四大类尺度推绎途径:空间分析法(如分维分析法和小波分析法)、基于相似性的尺度上推方法、基于局域动态模型的尺度上推方法、随机(模型)法。基于相似性的尺度上推方法来源于生物学上的异量关联,可将其思想延伸至空间上,研究物种丰富度、自然河网、地形特征、生态学格局或过程变量和景观指数等。基于局域动态模型的尺度上推方法需要首先确定是否进行跨尺度推绎,以及是否考虑空间单元之间的水平相互作用和反馈,然后再应用具体的方法或途径,如简单聚合法、有效值外推法、直接外推法、期望值外推、显式积分法和空间相互作用模拟法等。随机(模型)法以其它尺度上推方法为基础,根据研究的是单个景观,还是多个景观,采用不同的途径。理解、定量和降低尺度推绎结果的不确定性已经变得越来越重要,但相关研究仍然极少。以上所有有关尺度推绎的方法、途径和结果分析共同构成了尺度推绎的概念框架。  相似文献   

6.
范敏  彭羽  王庆慧  米凯  卿凤婷 《生态学报》2018,38(7):2450-2461
景观格局是植物多样性的重要影响因素,为了探明沙地景观格局与植物多样性的关系及其空间尺度效应,以浑善达克沙地腹地为研究区,采用样方法进行植物群落学调查,基于GIS和遥感分析技术,分析景观格局指数,计算了10个尺度(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000m)下33个景观格局指数,利用双变量相关性分析法筛选出不同尺度下与植物多样性显著相关的指数;运用逐步回归的方法识别不同尺度下对植物多样性贡献显著的景观格局指数,并进行拟合检验。研究结果表明:景观格局指数对物种多样性影响具有显著的尺度依赖性。在所有空间尺度,景观格局指数主要对Shannon多样性指数和β指数影响较大;在100m尺度下,Shannon指数逐步回归R~2值达到最大(0.138);β指数在900m尺度下R2值达到最大值(0.2)。拟合检验发现,在500m尺度下,均匀度指数、Shannon多样性指数和β多样性指数实测值和预测值拟合均达到显著水平(P0.05),故认为500m尺度下,景观格局对植物多样性影响较大。因此,在不同尺度下管理和保护沙地植物多样性,应综合考虑景观格局指数的尺度效应,根据需要建立和优化有利于植物多样性的景观格局。  相似文献   

7.
在对山西省灵空山国家级自然保护区4 hm2样地内油松种群调查的基础上,采用地统计学的半方差分析法对油松种群的空间分布格局进行了研究,并用克里金插值法绘制了不同径级油松种群胸径的等值线图。结果表明:油松种群径级Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的最优半方差拟合模型均为指数模型,径级Ⅱ的最优拟合模型为球状模型,说明4个径级都为聚集分布且均为中等的空间相关性;油松种群径级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的空间自相关范围分别为23.4、15.2、11.1、24.9 m,分维数大小依次为径级Ⅱ(1.999)径级Ⅲ(1.995)径级Ⅳ(1.973)径级Ⅰ(1.969)。以树高为变量作半方差分析的结果与以胸径作为变量的分析结果基本一致,且以树高为变量进行的类似分析也进一步证实了该结果的准确性。利用Surfer软件绘制的Kriging图直观反映了油松种群空间分布的斑块聚集效果,即油松种群空间格局纹理图。本文利用地统计学的半方差分析法和Kriging插值方法相结合弥补了传统格局分析方法的不足,能精确直观地反映出油松种群个体的空间分布、斑块的聚集效果等,可为植物空间分布格局的分析提供有效的研究方法。  相似文献   

8.
谢江波  刘彤  魏鹏  贾亚敏  骆郴 《生态学报》2007,27(7):2704-2714
以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾沙地选取相隔15km的两个200m×200m样地,以建群种心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)及其生境地形为研究对象,应用小波分析定量研究了多尺度上空间格局的推绎以及空间异质性、空间格局依赖于尺度的变化关系。研究发现:小波分析尺度由1(5m)变化到4(20m)时,两个样地小尺度上的异质性和格局被合并到更大的尺度上,当小波分析的尺度大于等于5(25m)时,两个样地的格局变化平稳,对应地形(丘顶、丘坡、丘底)的基频稳定在110m左右,心叶驼绒藜的数量动态变化周期稳定在115~125m之间。结果表明:小波分析对信号整体特征的提取作用实现了小尺度上的信息到大尺度上的聚合。结合小波分析对信号突变点的检测,利用位置方差检验局部空间异质性程度,发现位置方差将大尺度上的格局分解到每个取样小样方,位置方差最大的地点对应的异质性也最强,实现了大尺度上的信息到小尺度上的分解。总结认为应用小波分析可以实现对空间格局的尺度推绎,具有对植被、环境的分布格局以及异质性有双重度量作用,由小波系数以及由其衍生的小波方差、位置方差来实现这种度量,图形表现直观,优越性明显。  相似文献   

9.
西双版纳热带雨林树种多样性的尺度效应   总被引:1,自引:0,他引:1  
兰国玉  朱华  曹敏 《西北植物学报》2012,32(7):1454-1458
基于西双版纳20hm2森林动态监测样地内直径≥1cm的树种资料,分析了该样地树种香农多样性指数和辛普森多样性指数及其方差和变异系数在7个取样尺度(5m×5m、10m×10m、20m×20m、25m×25m、50m×50m、100m×100m、200m×250m)的变化规律,结果表明:(1)香农指数-面积曲线在尺度100m×100m有一个峰值,而辛普森指数-面积曲线在尺度为20m×20m有一个峰值。(2)香农指数和辛普森指数的方差随尺度的增加而减小,其中香农指数的方差在尺度100m×100m上最小,辛普森指数在尺度20m×20m方差最小,表明香农多样性指数在100m×100m的尺度上所获得的多样性信息比较可靠,而辛普森指数在20m×20m的尺度上所获得信息比较可靠。(3)多样性指数的方差和变异系数远大于随机模型拟合的数值,说明样地内树种不是随机分布。  相似文献   

10.
基于空间小波变换的生态地理界线识别与定位   总被引:11,自引:0,他引:11  
李双成  赵志强  高江波 《生态学报》2008,28(9):4313-4322
为了提高生态地理分界线识别和定位的客观性,探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法.以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象,应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测,并在GIS中确定其地理坐标.研究结果表明:识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20~40 km,小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响,大于这一尺度由于要素被过度平滑,造成定位不准;从定位点的聚集度分析,NDVI的定位效果好于降水,特别是在较大空间尺度上.而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较,从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断,小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位.研究证实,空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径,是对专家系统划分界线方法的有力补充和完善.  相似文献   

11.
刘媛媛  刘学录 《生态学杂志》2016,27(4):1221-1228
依据“斑块-廊道-基质”模式,研究了甘肃省兰州市永登县景观格局的空间尺度效应.结果表明:草地为整个研究区景观结构的基质;廊道包括道路和河流;其余景观组分(耕地、林地、园地,住宅用地、工矿用地、公共管理与服务用地和其他土地)均为斑块.斑块类型水平指数与景观水平指数均表现出明显的空间幅度依赖性.不同景观组分的斑块类型指数的尺度效应在不同幅度区间存在差异性,景观水平指数的尺度效应在不同幅度区间也存在差异性.在1~20 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异最为明显;在21~90 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异较小;在>90 km幅度后,尺度效应消失.90 km×90 km为研究景观格局尺度依赖性的有效幅度.  相似文献   

12.
13.
14.
鳞翅目昆虫鳞片的结构发育与眼斑的形成   总被引:1,自引:0,他引:1  
钟敏  沈佐锐 《昆虫知识》2003,40(5):410-415
从形态学和发育生物学角度上对鳞翅目昆虫翅面上的鳞片做了总体论述 ,重点讨论了鳞片的结构与发育和色素的沉淀等 ,并从遗传学角度对鳞翅目昆虫眼斑型的形成与决定做了介绍。  相似文献   

15.
森林多目标经营是我国林业发展的重要趋势,而森林本身的特性以及国内外的众多研究证明,森林多目标经营需要考虑多个时空尺度,以满足其生态、经济和社会效益的综合发挥。在界定多功能林业和森林多目标经营的概念及基础上,系统地分析了传统森林经营时空尺度和现代森林多目标经营时空尺度的联系与区别,提出现代森林多目标经营单元空间尺度上应该满足区域、景观和林分多尺度的需要,而在时间尺度上则要综合考虑短期、中期和长期,并以露水河林业局为例给出具体的研究思路,以期为我国开展森林多目标经营提供借鉴。  相似文献   

16.
This study examined the psychometric properties of an Argentine Version of the Morningness Composite (CS) and the Early/Late Preference (PS) Scales. During summer (long photoperiod in Argentina), 304 subjects (69.1% women; mean age=33.64 yrs, SD=14 yrs) completed the scales for the first time. In winter (short photoperiod), 100 of the same individuals (71% women; mean age=37.17 yrs, SD=14.63 yrs) were retested. The total scores ranged within the values reported by previous studies and were independent of gender. Older subjects showed higher morningness scores. The internal consistencies were good (CS=0.86, PS=0.82). Item 7 from the CS and items 7 and 9 from the PS showed low item‐scale correlation. Factor analysis produced a three‐factor solution for both scales. However, the inconsistency of the evening items suggests that the single‐solution may be more acceptable. Test‐retest correlations were satisfactory (CS=0.88, PS=0.78), but the two‐related‐sample test revealed significant differences between test and retest scores, suggesting relative temporal stabilities. Both scales presented similar and acceptable psychometric properties and good correlation, indicating construct validity.  相似文献   

17.
动物生境选择研究中的时空尺度   总被引:17,自引:0,他引:17  
张明海  李言阔 《兽类学报》2005,25(4):395-401
尺度研究已成为生态学上的一个重要概念和研究热点,但是在动物生境选择的研究中尚未引起足够的重视。动物的生境选择包括多层次的判别和一系列等级序位,在各个尺度和水平上具有不同的特征和机制,受到时空尺度的严格限定。繁殖期的时间限制、社群压力、环境变化、动物生理需求的变化决定了动物生境选择的时间制约性;而生境资源的斑块化分布、功能生境之间的相互作用决定了动物生境选择的空间制约性。研究者对时间和空间尺度的选取与应用会直接影响到生境选择研究结果的科学性和实效性。本文从动物生境选择的时空制约性出发,分析了生境选择研究中时间尺度的重要性,叙述了国内外生境选择研究中常见的研究尺度,强调了多尺度研究和长期生态研究的必要性,尺度的选择应该成为生境选择研究的起点和基础。  相似文献   

18.
This study examined the psychometric properties of an Argentine Version of the Morningness Composite (CS) and the Early/Late Preference (PS) Scales. During summer (long photoperiod in Argentina), 304 subjects (69.1% women; mean age=33.64 yrs, SD=14 yrs) completed the scales for the first time. In winter (short photoperiod), 100 of the same individuals (71% women; mean age=37.17 yrs, SD=14.63 yrs) were retested. The total scores ranged within the values reported by previous studies and were independent of gender. Older subjects showed higher morningness scores. The internal consistencies were good (CS=0.86, PS=0.82). Item 7 from the CS and items 7 and 9 from the PS showed low item-scale correlation. Factor analysis produced a three-factor solution for both scales. However, the inconsistency of the evening items suggests that the single-solution may be more acceptable. Test-retest correlations were satisfactory (CS=0.88, PS=0.78), but the two-related-sample test revealed significant differences between test and retest scores, suggesting relative temporal stabilities. Both scales presented similar and acceptable psychometric properties and good correlation, indicating construct validity.  相似文献   

19.
中国有鳞杜鹃叶背鳞片显微形态研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
报道了国产有鳞杜鹃57个种的叶背鳞片显微形态特征;比较了髯花杜鹃组与杜鹃组中22个亚组叶背鳞片的显微形态特征;依据鳞片脐的直径与边缘宽度比,边缘形态及其他特征,可分为五大类型;圆鳞片、大脐鳞片、小脐鳞片、放射状鳞片、红色厚鳞片,其中前三个还可分为10个小型。讨论了鳞片演化的趋势:(1)小圆鳞片是最原始的,小脐深裂鳞片是最进步的;(2)脐演化方向是大→小脐;(3)边缘演化方向是无边缘→有边缘、全缘→  相似文献   

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