运用改进单纯形法拟合Logistic曲线的研究

Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程是研究有限空间内种群增长规律的重要工具之一本文运用改进单纯形法最优拟合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线,结果表明改进单纯形法具有较强的拟合非线性方程的能力,对生物实验及生态、生理学中诸多非线性曲线的参数估计具有普遍意义．     

北京东灵山地区植物群落多样性研究一种-面积曲线的拟合与评价

 本文选择了10条曲线作为种—面积曲线的拟合模型,它们分别是 S=b+aA (1) S= b+alnA (2) S=(b+alnA)c (3) S=aln(A+1) (4) S=aln(bA+1) (5) S= aAb (6) S=aA/(1+bA) (7) S=c/(1+ae-bA) (8) S=c-ae-bA (9) S=a(1-e-bA) (10) 对其中的7个非线性模型给出了参数初值的计算方法,并用Gauss—Newton或Marquardt方法计算非线性最优解。又选择了剩余标准差(RSE)、相关指数(CRI)、偏差绝对值的平均值(AAD)和相对偏差绝对值的平均值(AARD)作为模型拟合优劣的4个评价指标。研究结果表明：1)7个非线性模型中参数初值的计算方法是可行的。从4个评价指标来看,它们的非线性最小二乘解都明显优于线性最小二乘解;2)10个模型的拟合效果都相当好,对5个样地及其各层拟合的共200个CRI中有71.5％大于0.9,89％大于0.8,其中曲线(3)和(9)最好,其次是(5)、(6)、(2),(1)和(10)最差;3)秩相关分析表明,3个评价指标RSE、AAD和AARD相互之间存在极强的正秩相关,因此在本研究中,它们的评价结果具很强的一致性。     

农田生态系统中除草剂阿特拉津的环境行为及其模型研究进展

阿特拉津是世界范围内广泛使用的除草剂,在曾经使用阿特拉津的国家的地下水、河流和湖泊中已经检测到阿特拉津的残留,长期暴露在该有机污染物的环境中,势必对动物的生殖与繁衍及人体的健康产生不良影响。介绍了阿特拉津国内外的研究情况,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、生态毒理学评价以及模型对其环境行为的描述,目的旨在帮助理解田间阿特拉津迁移机制及其如何污染地下水。农田生态系统中阿特拉津的迁移规律决定其环境行为,它是进行环境和健康风险评价的基础,目前应用较多的迁移模型是经典的对流-扩散方程,该模型已广泛运用于水-土系统中化学物质的迁移,且室内模拟的实验结果能较好解释田间现象,因此,开展阿特拉津在稳定流场饱和/非饱和室内土柱中的混合置换实验及批量平衡吸附实验,可获得反映阿特拉津迁移的穿透曲线特性及阿特拉津吸附性能的分配系数,结合数学模型拟合阿特拉津在土壤中非平衡迁移曲线,用拟合参数预测不同深度土壤中阿特拉津浓度变化和累积淋溶量动态规律,应该是今后研究工作的重点。     

土地利用/景观生态学研究中的马尔可夫链统计性质分析

马尔可夫链在土地利用和景观生态学研究中得到了广泛应用,而应用中通常假设土地利用变化为满足马尔可夫性的一阶时齐马尔可夫链,对马尔可夫链的统计性质是否成立却很少进行检验.本文以北京市土地利用变化监测数据为算例,提出了马尔可夫链统计性质的皮尔逊χ² 拟合优度检验方法.检验结果表明,土地利用研究中通常假设的时齐性和马尔可夫性(一阶性)在统计学上并不成立,即北京土地利用演变过程为非时齐的高阶马尔可夫链.相对于马尔可夫统计性质的似然比检验中转移概率大于零的要求,皮尔逊χ²检验对转移概率的要求相对宽松,允许转移概率为零,所以应用的范围较似然比检验更为广泛.     

中国森林土壤呼吸模式

通过收集国内62个森林样地的土壤呼吸及相关因子数据,分析中国森林土壤呼吸模式.结果表明,中国森林土壤呼吸年通量与年均气温、年均降水量、年凋落物量和年地上净生产力均呈显著的线性正相关,土壤呼吸的Q10则与年均气温和年均降水量均呈显著的负相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸与土壤呼吸间均呈显著线性正相关;土壤异养呼吸和枯枝落叶层呼吸与年凋落物量呈显著正相关;土壤异养呼吸与自养呼吸间呈显著的线性正相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸占土壤呼吸的比例均值分别为34.7%、20.2%和50.2%.矿质土壤呼吸所占比例与气温和降水量呈显著负相关,而异养呼吸所占比例则与降水量呈显著负相关.根系呼吸所占比例与根系呼吸之间呈渐近线关系(渐近值为45.9%).     

新疆蝗虫发生的大气环流背景及长期预测

对1952-2005年新疆蝗虫的发生面积与大气环流74项特征指标值进行相关研究.结果表明:新疆蝗虫发生与大气环流密切相关;筛选确定了北非副热带高压、北半球极涡面积指数、冷空气、亚洲纬向环流指数、印缅槽等与蝗虫发生面积相关的关键指标.其中,北非副热带高压对新疆蝗虫发生的影响主要是通过影响4-6月的降雨量,从而影响蝗卵孵化、蝗蝻的发育及蝗虫的发生.将筛选出的39个大气环流特征因子作为预报因子,通过逐步回归,得出拟合较好的4个预测模型.研究结果为蝗灾的预测预报提供理论依据.     

三江平原湿地植被叶面积指数遥感估算模型

利用中巴资源卫星CBERS-02影像提取的归一化植被指数(NDVI)和同期野外实测的叶面积指数(LAI)数据,分析了三江平原洪河自然保护区草甸、沼泽植被、灌丛和岛状林4种湿地植被及样本总体的NDVI与LAI之间的相关关系,建立了NDVI与不同湿地植被类型叶面积指数间的线性和非线性回归模型,并制作完成洪河自然保护区LAI空间分布图.结果表明,整个研究区样本总体的LAI估算效果不太理想,其NDVI与LAI的相关性仅为0.523;将研究区分为草甸、沼泽、灌丛和岛状林4种湿地植被类型,NDVI与各植被型LAI的相关性和估算效果均有很大程度的提高,所建立的LAI遥感反演模型以三次曲线回归方程拟合精度最高,R2分别达到0.723、0.588、0.837、0.720.以上结果表明,结合地面实测数据并基于遥感植被分类的基础上,CBERS-02遥感影像可用于较大区域内湿地植被生理参数的反演研究.     

转Bt基因玉米根际土壤及秸秆残体中Cry1Ab蛋白含量动态

采用ELISA法研究了田间种植条件下转Bt基因玉米MON810生育期根际土壤及还田秸秆中Cry1Ab蛋白的田间残留降解动态,并分别用移动对数模型、指数模型和双指数模型对秸秆分解释放Cry1Ab蛋白的田间降解动态进行拟合,估算了DT5o和DT90值.结果表明:Bt玉米不同生育期根际土壤中Cry1 Ab蛋白含量差异较大,但总体随生育期的延长而显著降低.收获后地表覆盖和埋入土壤两种秸秆还田方式下,秸秆中Cry1Ab蛋白在土壤中的降解规律基本一致,均呈现前期大量快速降解,中后期极少量稳定降解两个阶段.秸秆还田7d内,地表覆盖处理的Cry1Ab蛋白降解率均极显著高于埋入土壤处理;10 d时两处理的降解率基本一致,分别为88.8％和88.6％;20 d后,两处理秸秆中Cry1Ab蛋白的降解日趋缓慢;至180 d时仍能检测到少量的Cry1Ab蛋白.3种模型均能较好地反映秸秆中Cry1Ab蛋白的田间降解规律,从相关系数(R)及DTgo值与实测值的吻合程度来看,双指数模型最优.     

基于BP人工神经网络方法的广西稻飞虱发生等级预测

利用广西45个农业病虫测报站1988—2012年稻飞虱发生等级及1987—2012年气象要素、大气环流特征量等资料,采用模糊聚类分析、BP人工神经网络等方法,将广西早稻稻飞虱发生等级分为桂东、桂西南和桂西北3个区域,分别对各区域稻飞虱发生等级进行预测。结果表明:各区域稻飞虱发生等级与气象要素及大气环流密切相关,冬春季气温高、雨日多、湿度大、光照少等因素均利于稻飞虱发生,副热带高压、印缅槽和西南气流等均对稻飞虱发生等级有影响;各区域稻飞虱发生等级序列从冬春季气象要素、大气环流特征量中选择初选预测因子,对初选预测因子作EOF展开构造综合预测因子,分区建立预测模型并进行交叉检验表明,3个区域的人工神经网络模型平均拟合绝对误差比逐步回归模型分别小0.07、0.1和0.02,2011、2012年独立样本预测试验表明,人工神经网络模型和逐步回归模型的实际预测绝对误差为0.42和0.5,可见稻飞虱发生等级的BP人工神经网络预测模型比传统逐步回归模型有更好的拟合和预测效果,为稻飞虱与气象要素之间的非线性关系研究开拓新的思路。     

航天诱变白桦生长性状分析

对15年生白桦航天搭载家系(HT-1、HT-2、HT-3、HT-4)及地面对照(CK-1、CK-2、CK-3、CK-4)的生长性状进行分析,并利用2年生、5年生及15年生的生长性状拟合生长曲线。结果表明:15年生HT-1和HT-4的树高分别与地面对照家系间差异达到了极显著水平和显著水平。其中,HT-1树高高于地面对照,而HT-4树高则低于地面对照。其余2个航天搭载家系的树高也高于对照家系,但未达到显著水平。随树龄的增长,航天搭载家系与地面对照的部分性状由差异显著变为差异不显著,但整体差异趋势依旧与苗期保持一致。航天搭载白桦家系及地面对照重复力除98-3家系外都属于高重复力水准(>0.5),HT-1树高性状的突变增益最高,为7.31%。以-x+S为标准在HT-1内选择了4株优良单株,最优单株树高比地面对照家系提高了35.29%。通过拟合树高生长曲线预测了树高生长的趋势。