基于SPEI指数的淮河流域干旱时空演变特征及影响研究

运用淮河流域149个气象站1962—2016年逐日气温、降水资料以及历史旱情资料,基于SPEI、EOF和M-K等方法分析淮河流域的干旱时空特征,研究干旱的时空演变规律并揭示其对农业生产的影响。结果表明:(1)基于SPEI得到的干旱频次与受灾、成灾面积的相关性通过了0.1的显著性水平检验,表明SPEI在淮河流域具有较好的适用性;(2)淮河流域干旱发生时间差异明显,干旱次数呈现波动变化,发生重旱和特旱次数占总干旱的比重是20.0%,其中重旱和特旱在1960s比重最大(24.8%),其次是2010s(15.8%),在1980s比重最低(10.0%);(3)干旱的空间分布差异大,淮河流域干旱频率在27.76%—36.04%之间,西北部和东南部发生干旱强度较西南部、东北部及中部低;(4)淮河流域总体呈干旱化的趋势,从中部到四周呈现由高到低递减的趋势变化,且空间模态表现为全区一致型、南北相反型和东西相反型。     

乌兰布和沙漠灌木种群空间格局研究

应用地统计学中半方差函数,研究了内蒙古乌兰布和沙漠主要4种灌木种群的空间格局。在巴彦高勒镇西南设置一个1 000 m×1 000 m的样方,将样方划分为1 600个25 m×25 m的格子,记录各格子内出现的物种及其平均冠幅。运用地统计软件GS+for Windows计算样地各灌木种群的各向同性半方差函数的参数,并绘制其克立格(Kriging)图。从各向同性的半方差模型的参数来看,柽柳（Tamarix chinensis）属于聚集性分布的球型模型,其空间结构比率高,这表明在这一地区柽柳的冠幅分布变化较小,25 m的抽样步长合适;而白刺（Nitraria tangtorum）属于聚集性分布的指数模型,其空间结构比率比较低。本研究成果为沙漠地区植被的抽样调查提供了基础。     

古尔班通古特沙漠固定沙丘上白梭梭和梭梭的空间分布及种间关联性

为了探讨沙漠中固沙灌木种群共存和演替机制, 本文基于古尔班通古特沙漠东南缘固定沙丘上白梭梭(Haloxylon persicum)和梭梭(H. ammodendron)种群的地理位置和生长发育阶段信息(幼株、营养株、生殖株和死株), 采用点格局分析方法(g(r)函数)及Monte-Carlo随机模拟检验和零模型选取的方法, 分析了固沙灌木白梭梭和梭梭种群不同生长发育阶段在0-20 m尺度内的空间分布格局及种间关联性。结果表明: (1)两个种群在研究尺度范围内呈聚集分布, 随着尺度的增大, 其聚集强度逐渐减弱; (2)两个种群整体上呈负关联关系, 尺度越大负关联关系越显著; (3)白梭梭种群生长发育阶段相差越大, 个体间正关联关系越显著; 梭梭种群生长发育阶段越接近, 个体间正关联关系越显著; (4)两个种群中龄级较大的个体(如营养株、生殖株和死株)会对对方种群中龄级较小的幼株产生一定的抑制作用; 同时, 随着两个种群中个体的成长, 双方受到的抑制作用逐渐减弱, 主要表现为正关联和无关联。总体而言, 古尔班通古特沙漠固定沙丘白梭梭和梭梭种群的分布格局整体上为聚集分布, 随龄级增加聚集性减弱, 受生境异质性和扩散限制的影响明显。种间关系多为负相关, 种内不同生长发育阶段之间均为正关联关系。     

鄂西南五种野生荚蒾属植物种群结构与动态特征研究

为探明鄂西南地区野生荚蒾属(Viburnum)植物的种群数量特征及区域分布状况，并揭示宜昌荚蒾(V.erosum)、桦叶荚蒾(V.betulifolium)、合轴荚蒾(V.sympodiale)、茶荚蒾(V.setigerum)、荚蒾(V.dilatatum)5种荚蒾属植物种群的生存现状及发展趋势，在鄂西南金子山国有林场、木林子国家级自然保护区及七姊妹山国家级自然保护区，共布设27 hm²固定动态监测样地对荚蒾属植物进行调查，通过对5种荚蒾属植物种群进行年龄结构、动态量化分析和静态生命表以及相关曲线等研究，探讨荚蒾属植物种群结构与动态特征及未来发展潜力。结果表明：(1)鄂西南荚蒾属植物在分布区域及种群数量大小上均存在明显差异。(2)种群结构与动态分析显示，5种荚蒾属植物种群年龄结构呈现为金字塔型，幼龄阶段种群个体数量较多，具有较强的增长潜力，但对外界干扰均具有较强的敏感性。(3)静态生命表显示，5种荚蒾属植物存活量均随着龄级的增加而单调递减；消失率与死亡率曲线变化趋势相似，但不同植物消失率与死亡率曲线波动具有差异性；种群存活曲线均趋近于Deevey-Ⅱ型。(4)4...     

具有反馈控制的Lotka-Volterra捕食-食饵系统研究

研究具有反馈控制的两种群Lotka-Volterra捕食系统平衡点的稳定性.通过构造适当的Lyapunov函数分别获得一组保证正平衡点和边界平衡点全局吸引的充分性条件.研究表明针对我们所采取的反馈控制策略,捕食者种群绝灭的风险加大,其可能的原因在于随着对食饵种群干扰力度的加大,捕食者种群将难以获得足够的食物,从而导致绝灭.     

神经网络提高肝细胞癌磁共振波谱诊断正确率

通过评价31磷磁共振波谱(31Phosphorus Magnetic Resonance Spectroscopy,31P-MRS)来辨别三种诊断类型:肝细胞癌,正常肝和肝硬化。运用反向传输神经网络(BP)和径向基函数神经网络(RBF)分析31P-MRS数据,分别建立神经网络模型,进行肝细胞癌的诊断分类以期提高识别率。实验结果证明,应用神经网络模型后,31P-MR波谱对活体肝细胞癌的诊断正确率从89.47%提高到97.3%,且BP更优于RBF。     

基于多分类支持向量机的基因表达系列分析

基因表达系列分析(Serial analysis of gene expression,SAGE)是一种基因表达数据,反映了细胞内的动态变化。模式识别和可视化方法是分析SAGE数据的基本工具,但是由于缺乏描述数据的统计特性,传统的聚类分析技术不适用于SAGE数据的分析。本文提出了一种基于多分类和支持向量机的SAGE数据的分析法。经过对模拟数据和人类癌症SAGE数据的分析,基于径向基核函数的多分类支持向量机算法"一对一"(one-against-one,OAO)算法提供了比PoissonC和PoissonS更好的分类结果。     

基于卫星遥感数据的黄淮海地区植被覆盖时空变化特征

利用1982—2003年GIMMS NDVI遥感数据,在进行合成、重采样和时间序列滤波处理的基础上,采用线性趋势分析、经验正交函数分解等方法,对中国黄淮海地区植被覆盖的时空特征进行了研究。结果表明:22年来黄淮海地区植被覆盖总体上呈略微增加的趋势,且该区域生长季有提前和延长的趋势;黄淮海大部分地区植被活动在增强的同时,局部地区出现了植被退化现象;从季节变化上看,春季上升和夏季下降趋势明显;林地为主的自然植被、草甸类自然植被和所有农业植被未变化类别占主导地位,而草原植被则以增加趋势为主。主要生长季的NDVI距平EOF分析表明,第1模态的主要特征是区域中间、北部和南端为正,四周为负变化;第2模态的主要特征是从东南向西北由正到负变化且正值区明显偏多;第3模态从东南向西北呈现"正-负-正"的空间分布,其中负值区大部分为以林地为主的自然植被区和一年一熟农业植被,正值区大部分为农耕区和草原牧区,该模态大致反映了农牧区和林区的NDVI分布型。     

地统计学方法在长白落叶松人工林凋落物现存量估测中的应用

采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了15年生落叶松(Larix olgensis)人工纯林凋落物层重量的空间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对凋落物层的重量进行了估测.结果表明1)不同分解层次的凋落物重量的变异函数曲线理论模型均为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上(空间结构比＞25%).2)非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格内插法适用于凋落物重量的估计.利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关系均为二元十次余弦级数多项式.利用此多项式,通过定积分的方法(积分区间为整块样地的大小),估计出15年生落叶松人工纯林中凋落物层的未分解、半分解、完全分解和腐殖质层的重量分别为4.7753、5.4129、8.0742、10.9269t hm-2.3)采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林凋落物层重量的准确估计.     

生物组织光散射等效颗粒模型及Mie相函数计算

为研究生物组织的散射特性,将其从散射效果上等效为离散的球形散射体的集合,结合经典的Mie散射理论对生物组织散射相函数进行数值计算。计算结果表明:Mie散射相函数能够描述生物组织后向(大角度)散射光强振荡特性与等效粒径的对应关系,可为基于后向散射光的无创伤或微创伤诊疗提供理论依据;Mie散射相函数能够解释生物组织散射光空间分布与波长的相关性,为医学诊疗上入射光波长选择提供参考;合理选择集群散射体粒度分布参数,可实现对复杂生物组织散射相函数的精确描述。