利用IKONOS卫星数据和分形方法研究南麂岛土地覆盖状况

研究南麂岛的土地覆盖类型及其空间分布和结构特征。利用具有1米空间分辨率的IKONOS卫星遥感数据,提取南麂岛的植被覆盖和土地利用信息,获得草地、灌木林地、庄稼地和居民地等主要土地覆盖类型及其分布图。然后利用分形几何方法建立南麂岛土地覆盖类型特性分析模型,从斑块的面积效应、覆盖类型的分形分析、单个斑块的分形分析和覆盖类型分形特征差异显著性等方面进行分析讨论。研究结果表明,南麂岛的草地和灌木林地的分形维数较大,而庄稼地和居民地的分形维数较小,说明草地和灌木林地的斑块的结构特征和边界比庄稼地和居民地更为复杂。进一步研究表明,斑块的分形特性与其受人类活动的干扰程度密切相关。     

湖泊岸线分形特征及其生态学意义

应用分形理论中的计盒维数、岸线长度与面积关系对保安湖及江汉平原一些湖泊的湖岸线长度和湖泊面积进行研究．借以对上述两个物理性质进行准确的特征化。此外还运用Korcak法则对湖北省湖泊面积分布进行研究。结果可用于预测湖泊岸线长度如何随着湖泊面积而变化．以及预测不同大小的湖泊面积分布。探讨了湖岸形态和大型水生植物生物量间的关系,并讨论环境和人为因素对湖泊岸线的影响．以及湖泊岸线变化对湖泊生物的影响。     

次生林区斑块形状动态与森林恢复过程分析

以1959年以来4期航片为基础资料,在ARC／INFO支持下,分析丁关帝山天然次生林区森林恢复过程中各类景观要素斑块异圆指数和类斑边界分维数及其动态。研究表明,采用斑块异圆指数即可揭示景观要素斑块形状特征及其变化规律;研究地区景观恢复过程中,各类非林地斑块的异圆指数总体上高于林地斑块,但呈持续下降趋势,形状趋于规则;林地斑块的异圆指数呈持续上升趋势,景观处于活跃的森林恢复和斑块演替中期,演替后期森林斑块的扩展和合并过程始终占主导地位,斑块形状更趋复杂多变,相邻斑块间的联系密切,先锋性森林群落的斑块形状较为简单,斑块逐渐消退。为研究景观结构与功能的关系和变化规律提供了基础。     

原子力显微镜对壳聚糖分形结构的研究

利用原子力显微镜（Atomic Force Microscope,AFM)研究了壳聚糖分子在云母表面的分形聚集生长过程,并对壳聚糖分形生长的作用机理及其生长过程进行研究,发现壳聚糖分子在聚集生长过程呈传统的具有分形特征的正态分布和奇异分布。在壳聚糖聚集生长过程中,由于溶液的自然挥发,形成了云母基片中心位置的壳聚糖浓度相对较高,而周围壳聚糖的浓度相对较低的阶梯分布,因此呈现出中部的胶粒大而周围的胶粒较小的现象。AFM图像显示在云母片的中心部位壳聚糖分子聚集生长为“树”形结构而在边缘部位呈“星”形结构,这两种结构都具有典型的自相似性,壳聚糖的分形生长与其计算机模拟树形模式和DLCA模式拟合得很好。     

中亚热带几种珍贵树种林分土壤团粒结构的分维特征

应用分形原理,弹性分析及边际分析方法,对中亚热带几种珍贵树林表层土壤团粒结构进行研究,提出采用Y＝αDw1^βDd2^β,模型探讨了分形维数与土壤肥力的关系以及土壤团体聚体分形维数变化对林地土壤性质影响的效应。研究结果表明：中亚热带珍贵树种林分土壤＞0.25mm的团聚体,水稳性团聚体的团粒含量越高,团粒结构的分形维数越小,表征土壤肥力较高;土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体,水稳性团聚体之间存在显著回归关系;土壤团聚体结构分形维数与土壤性质之间存在显著相关定量关系;7种珍贵树种林分中,格式栲天然林土壤结构的稳定性,水源涵养,自肥能力均比其它珍贵树林优越。分形维数为不同珍贵树种林分表层土壤肥力特征描述提供新尺度,新方法,也为中亚热带珍贵树种林地土壤科学管理提供依据。     

北美车前(Plantago Virginica)和车前(P.asiatica)分布格局的分形分析

北美车前 (ＰｌａｎｔａｇｏｖｒｉｇｉｎｉｃａＬ .)是我国东南地区的一种外来杂草 ,该杂草在浙江、江苏、上海、江西等省区有分布 ,多见于田梗路边、住宅四周、抛荒地、公路两侧等人畜出没频繁的地段 ,其种群生长迅速 ,呈现出生态爆发态势 ,是一种典型的生态入侵种。分形理论已被广泛地应用于自然科学、社会科学中的众多领域。在生态学领域 ,应用分形维数能够客观地表达种群的分布式样 ,同时也能反映种群占有空间、资源利用的能力[1～ 6 ] 。本研究以新入侵种北美车前为对象 ,并与我国境内分布较广的杂草车前 (Ｐ .ａｓｉａｔｉｃａ)作比…     

What's your move? Movement as a link between personality and spatial dynamics in animal populations

Recent studies have established the ecological and evolutionary importance of animal personalities. Individual differences in movement and space‐use, fundamental to many personality traits (e.g. activity, boldness and exploratory behaviour) have been documented across many species and contexts, for instance personality‐dependent dispersal syndromes. Yet, insights from the concurrently developing movement ecology paradigm are rarely considered and recent evidence for other personality‐dependent movements and space‐use lack a general unifying framework. We propose a conceptual framework for personality‐dependent spatial ecology. We link expectations derived from the movement ecology paradigm with behavioural reaction‐norms to offer specific predictions on the interactions between environmental factors, such as resource distribution or landscape structure, and intrinsic behavioural variation. We consider how environmental heterogeneity and individual consistency in movements that carry‐over across spatial scales can lead to personality‐dependent: (1) foraging search performance; (2) habitat preference; (3) home range utilization patterns; (4) social network structure and (5) emergence of assortative population structure with spatial clusters of personalities. We support our conceptual model with spatially explicit simulations of behavioural variation in space‐use, demonstrating the emergence of complex population‐level patterns from differences in simple individual‐level behaviours. Consideration of consistent individual variation in space‐use will facilitate mechanistic understanding of processes that drive social, spatial, ecological and evolutionary dynamics in heterogeneous environments.     

内蒙古锡林郭勒高原大针茅种群分株构件数量性状的地理变异研究

采用单因素方差分析、变异组分分析和分形几何学的原理和方法,对内蒙古锡林郭勒盟不同气候条件下的三个大针茅种群分株构件数量性状进行了研究,并结合它们所在生境特点对所得结果进行了分析。结果显示：（1）整个生长季内,不同种群大针茅营养枝高度的生长模式不同;营养枝高度和生殖枝高度在种群间差异显著,且多数变异存在于种群之间;（2）在不同生长期内,大针茅种群地上部干重与植株高度之间存在显著的分形关系;在无强度干扰的情况下,大针茅种群营养枝分形维数的大小与大针茅营养枝地上部干重的累积程度是一致的;但在长期严重干旱条件下,分形维数值表现为快速增加;（3）整个生长季内,同一生境条件下大针茅种群营养枝地上部干重与植株高度之间也存在显著的分形关系,且不同样地间分形维数值差异显著。不同生境条件下大针茅种群分株构件数量性状的差异是对所在生境长期适应、自然选择的结果。     

The Quasi-Fractal Structure of Fish Brain Neurons

The box-counting method for calculating the fractal dimension (D) with the ImageJ 1.20s software is used as a tool for quantitative analysis of the neuronal morphology in the fish brain. The fractal dimension was determined for several types of neurons in the brain of two teleost species, Pholidapus dybowskii and Oncorhynchus keta. These results were compared with those obtained for some neurons of the human brain. The fractal (fractional) dimension (D), as a quantitative index of filling of two-dimensional space by the black and white image of a cell, is shown to vary from 1.22 to 1.72 depending on the type of neuron. The fractal dimension reaches its maximum in less specialized neurons that carry out a number of different functions. On the other hand, highly specialized neurons display a relatively low fractal dimension. Thus, the fractal dimension serves as a numerical measure of the spatial complexity of the neuron and correlates with the morphofunctional organization of the cell.