兴安落叶松种群格局的分形特征——关联维数

种群格局关联维数揭示出个体空间关联的尺度变化规律,表明种群个体的空间相关程度。采用关联维数对大兴安岭兴安落叶松种群格局的研究表明,各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的关联维数（接近２）,个体空间关联程度较高,其次序为杜鹃－兴安落叶松林（１．７４６）＞草类－兴安落叶松林（１．７４０）＞越桔－兴安落叶松林（１．５５０）＞杜香－兴安落叶松林（１．４６８）。兴安落叶松－白桦林中兴安落叶松种群格局的关联维数较小（＜１．５１２,远离２）,个体间关联较弱,处于劣势伴生地位。通过将各天然森林类型与兴安落叶松人工林比较显示,个体空间相关程度由高至低的次序为兴安落叶松人工林（１．７６２）＞兴安落叶松天然林（１．６２６）＞兴安落叶松－白桦林（１．４３４）,揭示出兴安落叶松种群在不同森林类型中个体空间关联的尺度变化的差异。文中还对综合运用各种分形维数揭示种群格局尺度变化特征的问题进行了讨论。     

兴安落叶松种格局的分形特征：计盒维数

分形维数是分形体填充空间程度的度量,种群格局计盒维数能够揭示出种群格局的空间占据程度及其尺度变化规律,拐点尺度指示出个体聚集尺度。本应用计盒维数对大兴安岭主要森林类型中兴安落叶松种群空间格局进行的研究表明,兴安落叶松种群格局均具有统计自相似性。各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的计盒维数（＞１．５,接近２）,对空间占据程度较高,建群和优势地位明显,空间占据程度的强弱次序为越桔－兴空落叶     

兴安落叶松种群格局的分形特征

种群格局关联维数揭示出个体空间关联的尺度变化规律,表明种群个体的空间相关程度。采用关联维数对大兴安岭兴安落叶松种群格局的研究表明,各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的关联维数(接近2),个体空间关联程度较高,其次序为杜鹃-兴安落叶松林(1.746)＞草类-兴安落叶松林(1.740)＞越桔-兴安落叶松林(1.550)＞杜香-兴安落叶松林(1.468)。兴安落叶松-白桦林中兴安落叶松种群格局的关联维数较小(＜1.512,远离2),个体间关联较弱,处于劣势伴生地位。通过将各天然森林类型与兴安落叶松人工林比较显示,个体空间相关程度由高至低的次序为兴安落叶松人工林(1.762)＞兴安落叶松天然林(1.626)＞兴安落叶松-白桦林(1.434),揭示出兴安落叶松种群在不同森林类型中个体空间关联的尺度变化的差异。文中还对综合运用各种分形维数揭示种群格局尺度变化特征的问题进行了讨论。     

兴安落叶松分枝格局的分形特征

对于树木分枝格局分形特征的定量描述,可以加深对树木生长过程的理解。本采用分形几何学对兴安落叶松（Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉ）的分枝格局进行研究,结果表明１）兴安落叶松分枝格局是一种分形结构,存在自相似性。２）兴安落叶松分枝格局的分形维数介于１．４－１．７之间,揭示了它的结构复杂性程度和占据生态空间、利用生态空间的能力。分形维数在树木光合作用及生长发育研究中是一个有用的参数。     

兴安落叶松种群格局的分形特征:计盒维数

分形维数是分形体填充空间程度的度量 ,种群格局计盒维数能够揭示出种群格局的空间占据程度及其尺度变化规律 ,拐点尺度指示出个体聚集尺度。本文应用计盒维数对大兴安岭主要森林类型中兴安落叶松种群空间格局进行的研究表明 ,兴安落叶松种群格局均具有统计自相似性。各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的计盒维数 ( >1 .5 ,接近 2 ) ,对空间占据程度较高 ,建群和优势地位明显 ,空间占据程度的强弱次序为越桔—兴安落叶松 ( 1 .82 9) >草类—兴安落叶松林 ( 1 .72 0 ) >杜鹃—兴安落叶松 ( 1 .70 5 )杜香—兴安落叶松林 ( 1 .5 1 3)。兴安落叶松—白桦林中 ,兴安落叶松处于劣势伴生地位 ,种群格局的计盒维数较低 ( 1 .371 ,远离2 ) ,空间占据程度低。通过对天然森林类型中兴安落叶松种群格局的计盒维数与兴安落叶松人工林的比较发现 ,兴安落叶松种群空间占据程度由高至低的次序为兴安落叶松人工林 ( 1 .86 8) >兴安落叶松天然林 ( 1 .6 92 ) >兴安落叶松—白桦林 ( 1 .371 ) ,揭示出兴安落叶松种群在不同森林类型中地位和作用的差异。     

小叶章种群分布格局的分形特征I计盒维数

应用分形理论（Ｆｒａｃｔａｌ ｔｈｅｏｒｙ）中的计盒维数（Ｂｏｘ－ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）对三江平原小叶章（Ｄｅｙｅｕｘｉａ ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ）种群分布格局特征进行了研究。结果表明：三江平原小叶章种群分布格局具有分形特征。其计盒维数５－９月分别为１．５２４、１．７６９、１．７１１、１．６１５、１．７０１,表明其占据空间能力较强。季节动态自５月始至６月达到极大值,而后逐渐下降,     

小叶章种群分布格局的分形特征Ⅱ信息维数与关联维数

应用分形理论中的信息维数（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｉｍｅｎｓｏｉｎ）和关联维数（Ｃａｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｄｉｍｅｎｓｏｉｎ）研究了三江平原小叶章（Ｄｅｙｅｕｘｉａ ａｎｇｕｓｔｉｆｌｏｉａ）种群分布格局特征。结果表明,信息维数在５～９月分别为１．４９４、１．７０９、１．６４２、１．５５３、１．６２５,表明其结构较复杂,格局强度较高。关联维数则为１．６６２、１．８６１、１．７６６、１．７５０、１．     

云贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征

应用分形理论中的计盒维数和信息维数探讨了贵阳喀斯特山地贵鹅耳枥种群分布格局的分形特征。结果表明,贵鹅耳枥种群的分布格局具有分形特征,其计盒维数为1．1853－1．7419,信息维数为1．1961－1．7051。集群型的贵鹅耳枥种群的计盒维数和信息维数均比随机型的高。计盒维数定量地反映了贵鹅耳枥种群占据生态空间的能力,信息维数则揭示了该种群格局强度的尺度变化程度和表征了种群个体分布的非均匀性。这两种维数方法都适用于贵鹅耳枥种群分布格局分形特征的定量描述。     

兴安落叶松分枝格局的分形特征

对于树木分枝格局分形特征的定量描述 ,可以加深对树木生长过程的理解。本文采用分形几何学对兴安落叶松 (Larixgmelini)的分枝格局进行研究 ,结果表明 1 )兴安落叶松分枝格局是一种分形结构 ,存在自相似性。 2 )兴安落叶松分枝格局的分形维数介于 1 .4～ 1 .7之间 ,揭示了它的结构复杂性程度和占据生态空间、利用生态空间的能力。分形维数在树木光合作用及生长发育研究中是一个有用的参数。     

广西木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局的分形特征

为了揭示种群空间分布特征随尺度的变化规律,探讨不同种群对空间资源的占据能力和生态适应能力及分形差异,采用计盒维数、信息维数和关联维数对木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局特征进行了研究。结果表明,优势种铁榄（Sinosideroxylon pedunculatum）、东女贞（Ligustrum japonicum）、小栾树（Boniodendron minius）、稀有濒危种掌叶木（Handeliodendron bodinieri）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）5个种群在相应的尺度具有明显的分形特征;计盒维数和信息维数大小顺序一致,均为：铁榄〉东女贞〉小栾树〉掌叶木〉青檀;在5个种群中,铁榄计盒维数为1．7763最大,接近2,对空间环境的占据能力最强,信息维数（1．7206）也最大,个体聚集强度强,在群落中处于绝对优势地位,青檀计盒维数（0．8316）和信息维数（0．8990）最小,对环境的占据利用能力弱,个体聚集程度整体较弱,在群落中处于伴生地位;在0．5～50m的尺度上,关联维数大小顺序为：铁榄（1．7314）〉东女贞（1．6688）〉小栾树（1．6050）〉青檀（0．7868）,而掌叶木只有在大的尺度上才出现关联,且关联较强。3个分形维数大小的不同组合,能够全面揭示不同种群格局特征和种群在群落中所处地位的差异。     

人工绿洲潜在景观格局及其与现实格局的比较分析

基于理论分析与实证研究的结合,探讨了农业景观中潜在景观格局的概念、潜在格局分析单元等理论问题;并以新疆石河子垦区的１５０团场为例,用景观多样性、均匀度、嵌块体伸长度、聚集度、形状破碎化、分维数等量化指数,对其潜在格局进行了分析,与以１９８２和１９９５两个年度的土地利用现状为分类基础的现实格局进行了比较。结果表明,从潜在格局到现状格局均呈现出有规律的变化。因此,用土壤类型的不同分类单元完全可以作为现     

川滇高山栎种群不同海拔空间格局的尺度效应及个体间空间关联

川滇高山栎灌丛(Quercus aquifolioides)是我国西南高山典型的植被类型,研究其空间格局对于研究种群的生态学过程有重要意义。为了弄清川滇高山栎种群空间格局及其个体间空间关联对海拔,尺度和大小级等因素的响应情况,研究中应用点格局分析的方法,在巴郎山沿高山栎分布海拔范围设置4个海拔梯度,并根据体积大小将高山栎分为4个大小级等级,比较不同海拔、不同尺度、不同大小级间的高山栎种群空间格局及个体间空间关联。结果表明,川滇高山栎种群空间格局及其个体间关联与空间尺度、植株形体大小和海拔梯度密切相关:在小尺度上,种群趋向于聚集分布,个体间有较强的空间关联,随着空间尺度的增大,种群逐渐趋于随机分布,个体间空间关联减弱,区域无关联;个体间形体差异越小,个体间正关联就越强,个体间形体差异越大,正关联就越弱,负关联就越强;海拔因子对聚集分布的聚集规模和个体间关联的关联程度有较大影响。     

二维与三维景观格局指数在山区县域景观格局分析中的应用

景观格局指数是景观格局分析中常用的定量分析工具,而传统二维景观格局指数却忽略了地形对景观的影响,在定量描述山区景观格局时可能存在一定局限.本文以典型山地丘陵区山东栖霞市为研究区,在地形结构分析的基础上,选择面积/密度(类型面积、平均斑块大小)、边缘/形状(边缘密度、景观形状指数、平均斑块分维数)、多样性(香农多样性指数、香农均匀度指数)、聚散性(聚集度)4个方面的8个景观格局指数,比较分析传统二维景观格局指数与三维景观格局指数对山区景观格局及其动态变化定量描述的差异.结果表明:三维类型面积、平均斑块大小和边缘密度与其相应二维指数差异显著,三维景观形状指数、平均斑块分维数、香农多样性指数和香农均匀度指数与其相应二维指数差异不显著,三维聚集度与二维聚集度无差别.由于采用斑块表面面积和表面周长计算三维景观格局指数,采用各斑块的投影面积和投影周长计算二维景观格局指数,所以在描述山区景观面积、密度、边界等指标时三维景观格局指数相对精确,但在测定景观形状、多样性和聚散性等指数时,则与传统的二维景观格局指数差异不显著.三维景观格局指数引入了地形特征,对景观格局及其动态变化的反映相对精确.     

扩展点格局分析方法在灌木种群空间分布格局研究中的应用

当研究对象个体差异很大或者研究尺度与植物大小属于一个数量级时,传统的以种群空间分布的坐标点图为基础的点格局分析方法存在局限性.本文引入一种在传统点格局分析方法基础上发展起来的以栅格数据为分析对象的新方法——扩展点格局分析方法,用以分析具有一定面积和形状对象的空间格局和生态过程,该方法适用于灌木研究对象.以狭域特有种四合木(Tetraena mongolica)种群的空间分布格局分析为例,采用摄影定位法,用图像处理软件及地理信息系统软件将样地信息数字化后,利用扩展点格局分析方法分析了群落中四合木单种的空间分布格局及其与群落中霸王(Zygophyllum xanthoxylum)种群的关系,四合木种群在69～ 99 cm尺度上表现为均匀分布,四合木与霸王在350 ～570cm尺度上表现出显著的负关联关系.结果揭示了灌木种群的空间结构特征.     

河西走廊山地-荒漠-绿洲复合生态系统耦合模式及耦合宏观经济价值分析——以肃南山地-张掖北山地区荒漠-临泽绿洲为例

应用合作对策理论提出河西走廊山地 -荒漠 -绿洲复合生态系统的 4个可行的耦合模式 ,在现有能值投入水平和科学管理力度下 ,4种耦合模式分别增加肃南山地 -张掖北山荒漠 -临泽绿洲动物生产系统和绿洲植物生产系统的宏观经济价值 3.6 7、4 .0 2、1.0 3和 4 .6倍。用能值概念和度量标准 ,以耦合后新增宏观经济价值为对策论中合作对策的特征函数 ,筛选出模式 是 4种耦合模式中的最佳策略组合即最优的耦合模式。该模式下 ,家畜对高山草地的压力减小 ,退化的山地子系统得以恢复 ,脆弱的荒漠子系统得到保护 ,绿洲种植业系统也因为家畜的加入、系统多样性提高 ,系统稳定性加强。研究方法避免了传统的纯货币评价分析方法对耦合产出所含环境资源评价的缺失 ,使得对耦合效应的评价值较为客观真实     

城市生态网络空间评价及其格局优化

合理的城市生态网络空间格局对于保障城市生态环境可持续发展具有重要意义。以哈尔滨中心城区为研究区,基于景观生态学"斑块-廊道-基质"理论,识别研究区生态源、生态廊道、生态节点和生态基质,分析生态网络连接度强弱的空间分布情况,运用GIS技术和CA-Marcov模型对生态网络格局进行模拟优化。研究结果表明:(1)研究区内部生态源较外部生态源与外界联系较密切;周边地区生态源或生态节点与生态廊道连接数目较少;中北部与西南部生态廊道连接度较差,东部生态廊道连接度处于中等水平,中部个别生态廊道连接度较好;转入的大型生态用地大片集中,转入的小型生态用地零星分布。(2)优化后的生态源地在东西方向与南北方向形成集中连片态势,大型生态源地间彼此连接程度较高;大型生态源之间,以及大型生态源与小型生态源之间构成大型生态廊道,是研究区内主要生态廊道网络;研究区小型生态源之间构成小型生态廊道,是研究区内次要生态廊道网络;研究区周边及研究区中心处60%的区域为生态节点盲区,应加强生态节点盲区生态建设;新增加的大部分生态用地,主要集中分布在水域生态源地周边,还有部分分布在绿地生态源地和风景区生态源地周边,其余少量新增加的生态用地零星分布在林地生态源地周边。研究成果为中心城区尺度的生态环境保护和城市规划提供科学的依据。     

1980—2015年南四湖流域景观格局及其脆弱性

流域景观格局及脆弱性变化对流域生态环境具有重要影响.为保障南四湖流域生态环境安全,本研究以流域1980—2015年7期土地利用数据为基础,通过计算景观格局指数分析南四湖流域景观格局变化,利用景观适应度(LAI)和景观敏感度指数(LSI)构建景观格局脆弱度(LVI),并分析其空间分布与变化.结果表明: 1980—2015年,南四湖流域耕地面积比例下降4.6%,建设用地增加39.7%,其他土地利用类型呈波动变化,林地、草地、未利用地面积减少,水域面积增加.耕地一直是南四湖流域的优势景观类型.耕地和水域破碎度增加,其他地类破碎度降低.流域景观整体破碎度有所缓和,景观类型之间形成了较好的连接性,景观格局的不规则性和复杂性下降并朝着均匀化和多样化方向发展.各时期流域景观脆弱度大体上表现出东部高于西部、北部高于南部的趋势,其空间分布与流域地形,以及景观类型的分布、土地利用变化有关.研究期间,流域LVI整体下降,东部景观脆弱度严重地区的景观格局开始趋于分散,逐渐被低一级脆弱区所取代,西北部地区脆弱度的回升最明显,南部及西南部一直是低脆弱区.     

喀斯特峰丛洼地不同退耕模式土壤微生物多样性

利用变性梯度凝胶电泳和Biolog_Eco生态培养平板技术,调查了喀斯特自然退耕(NT,撂荒)、人工种植经济林(CM,木豆-板栗)、免耕(PI,牧草-任豆)和传统耕作(MB,玉米-大豆)4种退耕模式下的土壤微生物遗传分类和土壤细菌代谢功能多样性.结果表明:退耕模式显著影响了土壤微生物群落结构和细菌代谢模式,其中真菌群落更依赖于退耕模式,而细菌群落对季节变迁更敏感;短时期(6～7年)不同退耕模式下土壤中细菌遗传分类多样性没有显著性差异(P0.05),经济林与牧草地土壤真菌遗传分类多样性显著高于撂荒和传统耕作地(P0.05);免耕牧草地土壤细菌代谢功能多样性显著低于其他模式(P0.05).因此,真菌遗传多样性和细菌代谢多样性较细菌遗传多样性对退耕模式响应更敏感;土壤细菌群落对季节的变化比真菌敏感;木豆-板栗经济林对维持土壤微生物遗传和细菌代谢功能多样性具有优势,是较好的退耕模式.     

Color pattern formation on the wing of the butterfly Pieris rapae. 1. Cautery induced alteration of scale color and delay of arrangement formation

Experimental approaches to color pattern formation of lepidopteran insects have been made exclusively by analyzing pattern alterations in adult wings induced by operations. We microcauterized the presumptive black region of the dorsal forewing of the butterfly Pieris rapae and analyzed not only the resultant color pattern in the adult wing but also the cell behavior in the pupal wing epidermis around the injury. Cautery induced color alterations were as follows: (i) cautery up to 49.5 h after pupation resulted in white regions appearing within the black region while later cauteries induced larger white regions; (ii) cautery between 50 and 59.5 h resulted in the white regions induced by the cauteries being dramatically decreased; (iii) cautery after 60 h resulted in white regions that had almost disappeared. The examination of the cell behavior in the pupal wing epidermis after cauteries showed that the row formation of scale precursor cells was delayed. This delayed area varied with the time of cautery, in the same manner as that in the induced white area in the adult wing ((i) – (iii) above). The relationship between scale color alteration and the developmental delay of the scale row formation is discussed.     

A study on relations of vegetation,climate and soils in Shanxi province,China

Relationships of vegetation, climate and soils in Shanxi plateau wereanalyzed by use of Canonical Correspondence Analysis (CCA). Shanxi province,located at 34°35–40°43 N, 110°15–114°33 E, was divided into a series of rectangular districts of30 latitude by 20 longitude. Areas of vegetation formations and soil types ineach district were measured carefully using fine grain on the vegetation andsoil maps of Shanxi. Climatic data were mean values of 25 years records in eachdistrict. Three data matrices of climate, vegetation and soil were combined byCCA. The results showed that the distribution of vegetation is closely relatedto the variety of climates and to soils distribution.