基于耳石微结构的南海春季鸢乌贼日龄、生长与种群结构的研究

2015年春季在南海开展灯光罩网渔船鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)采样, 样品胴长为10.22—199.01 mm, 体质量为1.3—328.8 g。研究根据鸢乌贼耳石微结构对其日龄、生长和种群结构进行研究, 结果显示:南海存在2个鸢乌贼群体, 中型群体(有发光器, 占59.38%)和微型群体(无发光器, 占40.62%), 无胴长大于500 mm的大型群体; 样品日龄范围为38—126d, 优势日龄组为51—80d, 占其总数的81.33%。分别计算不同海域和群体间5种生长模型的AIC权重值, 发现南海北部海域和南沙附近海域都以指数生长模型最适合描述鸢乌贼的生长关系, 中型群体以指数模型最为适合, 微型群体则以幂函数生长模型最适合; 南海北部海域的鸢乌贼个体生长速率略低于南沙附近海域鸢乌贼个体; 微型群体呈现急剧生长到逐渐缓慢生长的趋势, 中型群体的生长趋势与微型群体正好相反。同类相食现象表明微型群体的生长受到中型群体的影响而被抑制。     

南海中南部鸢乌贼中型群群体结构

根据2012和2013年在南海中南部采集到的3177尾鸢乌贼中型群样品,对其胴长(ML)、右第一腕长(AL1)、右第二腕长(AL2)、右第三腕长(AL3)、右第四腕长(AL4)、右触腕长(TL)、鳍长(FL)和鳍宽(FW)等形态参数进行测定,并运用主成分分析等方法对其个体的形态差异进行研究.结果表明: 研究海域的鸢乌贼中型群可分为Ⅰ和Ⅱ 2个群体,分别占总数的69%和31%.2个群体的雌性比例均随胴长的增大呈先减少后增加的趋势,直至达到100%;群体Ⅰ雌性和雄性的初次性成熟胴长分别为164和112 mm,群体Ⅱ雌性和雄性初次性成熟胴长分别为157和108 mm.群体Ⅰ在西沙海域和南沙海域均有独立分布区域,而群体Ⅱ密集区主要分布于南沙海域.非参数检验表明:2个群体雌性和雄性个体的全部形态参数均存在显著性差异(P<0.05).在雌性鸢乌贼中,群体Ⅰ和群体Ⅱ的ML、AL1、AL2、AL4、TL和FW存在显著性差异(P<0.05);在雄性鸢乌贼中,群体Ⅰ和群体Ⅱ的ML、AL1、AL2、AL3、AL4和FL存在显著性差异(P<0.01).通过计算差异系数表明,2个群体的形态差异处于种内水平.     

长鞘卷叶甲种群空间分布格局的生物地理统计学分析

应用生物地理统计学方法分析了长鞘卷叶甲成虫种群的空间分布格局,在3 m×3 m样方下建立东南→西北方向的半方差函数理论模型,并应用克立格插值方法对其种群密度和空间结构进行估计和模拟。结果表明:球状模型对长鞘卷叶甲成虫种群在该方向上的理论半方差函数有较好拟合效果,其空间分布格局为弱聚集型;成虫在山坡竹林与河岸竹林的变程分别为21.2157和38.8266 m,空间聚集分布的连续性强度分别只有0.3633和0.1758,说明种群在研究区内由空间自相关而产生的结构性变异在总变异中所占比例较小,即变异主要由种群结构的随机性成分引起。     

长白山岳桦种群格局的地统计学分析

应用地统计学的原理和方法研究了长白山岳桦种群空间分布格局及其空间相关关系,首先通过样方调查数据计算岳桦材积的半变异函数,拟合半变异函数模型,然后根据拟合的最优半变异函数模型,进行空间数据插值、绘制岳桦材积的克立拉图,最后对所得到的不同海拔质海拔岳桦材积的半变异函数图和克立格图进行分析。结果表明,在海拔1650－1700m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈衰退趋势;海拔1750－2000m岳桦材积的半变异函数曲线为直线形,其空间分布格局为随机型,种群较稳定;在海拔2000－2150m岳桦材积的半变异函数曲线为球形,其空间分布格局为聚集型,种群呈增长趋势,这说明长白山桦整体上有一种向上迁移的趋势,尤其是过渡带中的岳桦表现则为更为明显。     

半干旱黄土区沟间天然草地植被空间分异特征

选取陕北黄土高原半干旱丘陵沟壑区梁峁坡作为研究区,以40 m为间隔,调查了31个草本样方,采用传统统计方法和地统计学方法分析了天然草地植被空间分异特征.线性相关和秩相关分析表明:坡位是影响草本植物盖度及干鲜比的重要因子,坡向是影响草本植物平均高度和生物量的重要因子,坡度对草本植物空间分布没有显著影响.使用莫兰指数(Moran氏Ⅰ指数)进行空间相关分析表明:草本植物盖度、高度和干鲜比在60 m间隔距离内呈空间正相关,生物量在180 m内存在显著空间相关性.半方差分析表明,球状理论变异函数模型能够很好地模拟草本植物高度和生物量的空间变异,其变程分别为99.3和66.6 m,且均具有强烈的空间自相关性.干鲜比的理论变异函数模型为高斯模型,变程为78.4 m,具有强烈的空间自相关性;盖度的理论变异函数模型为线性模型.     

南海北部近海竹荚鱼栖息地分布特征

根据2014—2017年南海北部近海渔业资源调查的8个航次数据,结合遥感影像数据,包括海表温、盐度、叶绿素,对近海竹荚鱼空间分布的季节性变化进行分析。将单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)作为适宜性指数(suitability index,SI),分别采用最大值法、最小值法、算术平均法、几何平均法按季度建立栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,并对各模型进行精度检验。结果表明:SI模型拟合准确,均呈单峰分布;几何平均法更适用各季HSI建模,模型平均准确度达到92%,CPUE高的渔场主要分布于HSI大于0.6的海域,其他HSI高值海域为潜在渔场。对各季环境因子进行主成分分析,发现海表温的影响最为显著。研究表明,栖息地适宜性指数模型可较好分析南海北部近海竹荚鱼资源丰度及空间分布。     

基于GIS和地统计学的稻田土壤养分与重金属空间变异

以湖南省长沙县北山镇3.56 hm²的水稻田为研究区域,基于网格法(25 m×25 m)等距离取样,采用GIS和地统计学相结合的方法,对研究区土壤耕作层(0～20 cm)的pH值、有机质、全氮、速效磷、阳离子交换量(CEC)与3种典型重金属元素Cd、As、Pb的空间变异特征进行了定量分析.结果表明: 研究区内土壤pH值和Pb含量表现为弱变异,其他各项指标均表现出中等强度变异,变异顺序的大小为:速效磷＞Cd＞全氮＞有机质＞CEC＞As＞Pb＞pH.半方差检验结果表明,有机质、速效磷、As的半方差函数的最佳拟合模型为指数模型;pH、全氮、CEC、Cd和Pb的最佳拟合模型为球状模型;除CEC呈中等空间相关外,其余指标均表现出强烈的空间相关.克里格插值分析表明: pH、全氮、CEC、Pb呈斑块状分布;有机质、速效磷、Cd、As呈块状和带状分布.植被、地形和人类活动是造成研究区土壤养分与重金属格局差异的主要因素.相关性分析表明,部分土壤养分与重金属含量的相关性达到显著水平,其中pH与有机质、Cd与Pb的相关性达到了极显著相关水平.     

李园桃蚜和草间小黑蛛种群空间格局的地学统计学研究

利用地学统计学的原理和方法分析了李园桃蚜种群和草间小黑蛛种群的空间结构和时间相关性.结果表明,桃蚜种群6月27日和11月22日此两次的半变异函数拟合模型为直线,表明此两次两种空间分布为均匀分布或随机分布,其余9次半变异函数拟合模型均为球形,表明此9次李园桃蚜种群的空间分布是聚集分布,变程RSD(m)为4.173903～34.7837.草间小黑蛛空间格局5月21日、5月31日及10月19日、11月22日4次半变异函数拟合模型为直线,表明此4次种群的空间分布为均匀分布或随机分布,其余8次半变异函数拟合模型均为球形,表明此8次李园草间小黑蛛种群的空间分布是聚集分布,变程RSD(m)为2.3169～42.00711,表明草间小黑蛛种群对桃蚜种群在空间位置上具有追随关系,对其种群数量的控制有较大作用.     

准好氧填埋场的温度空间变异性

利用半变异函数, 对准好氧填埋装置中温度的空间变异特性进行了研究,并对装置内部温度进行了Kriging（克里格法）插值,得到纵剖面的等温线图.对不同理论模型进行优化拟合结果表明,剖面上温度半变异函数用线性有基台值模型拟合, 效果最好.得到的理论模型参数为：变程3.5 m,基台值83.6.利用克里格法进行最优内插估值得到的温度等温线表明,高温区域一般位于填埋体中段4～16 m的3 m以上部分,低温区域一般位于填埋体两端及中段1 m以下部分.可在高温区加大通风散热效果, 以降低过高的温度; 在低温区改善好氧环境, 增大氧气含量, 从而提高温度.对剖面上温度进行加权平均后,得到的准好氧填埋堆体的温度为59.8 ℃.这一温度可作为准好氧填埋结构基本形成的参考值.     

中西太平洋鲣鱼围网渔业资源的热点分析和空间异质性

中西太平洋是世界鲣鱼围网主要作业水域。基于我国渔船2005—2009年的中西太平洋鲣鱼围网生产数据,运用空间统计方法对该水域鲣鱼资源的空间自相关性和空间异质性特征进行分析,并结合海洋环境特征分析资源分布的热点区域。(1)通过常规统计学计算获得鲣鱼资源的偏态Sk、峰态数Ku、变异值Cv、s2/m和全局空间自相关Geary c系数,发现中西太平洋鲣鱼资源总体上是以低密度区域为主,高密度区域较少;鱼类资源密度值差异较大,资源表现出强烈集聚分布,总体的空间自相关性中等偏弱。(2)通过局部空间自相关的热点分析方法计算,发现局部空间自相关性较强,存在多个在统计学上通过显著性检验的资源热点和冷点。(3)通过地统计方法研究鲣鱼资源的空间变异性特征和方向变异时,空间自相关类型上最优模型是球形模型,鲣鱼资源密度各向同性,最大相关距离1000km左右。发现空间自相关引起的差异占整个差异的50%左右,为中等强度变异;在方向性变异上,主要体现在南北向上,其该向上结构性误差占67%,而东西向结构性误差占49%。这一结果和海洋环境的南北向上结构性远好于东西向结构性有关;从各方向的分维数看,数值介于1.876—1.9之间,数值较大,空间自相关较弱。(4)以资源热点区域作为区域性渔场,结合海洋温度和叶绿素场海洋环境特征,将中西太平洋鲣鱼资源分为3个不同的局部渔场,即2个暖池渔场,1个冷舌渔场。冷舌渔场由中东太平洋赤道上升流引起,在锋面地带提供了较为丰富的初级生产力,便于鱼类获得丰富的食物;暖池渔场靠近岛屿和陆地区域,近岸上升流系统提供了丰富的初级生产力。(5)将热点分析和渔场重心方法及栖息地指数的优缺点做了对比,建议以后采用空间残差模型深入研究空间自相关问题。     

辽东山区次生林土壤主要化学性质空间异质性

研究土壤化学性质的空间变异性不仅有助于了解土壤的形成、结构和功能,而且有助于了解植物与土壤的关系。本研究以辽东山区次生林4 hm2样地为平台,分析8种土壤化学性质(p H值、有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷、全钾、有效钾)的空间异质性。结果表明:辽东山区次生林土壤呈微酸性;p H值呈弱度变异,其他7个指标均表现为中等程度变异;样地土壤8种化学性质的半方差函数均表现出一定的空间结构特征,除p H的变异函数可拟合为球状模型外,其余7个指标均可拟合为指数模型,模型拟合度均较好,其中有效钾、p H值和有机质呈现出中等程度的空间相关性,其余5个指标均表现出较强的空间相关性;样地中p H值呈现出较为均匀的缀块性分布格局,其余7个指标的分布格局均表现为西高东低,可能与幼苗分布及土壤温度有关。     

沈阳城市土壤全钾和碱解氮的空间变异性

采用地统计学和地理信息系统（GIS）相结合的方法研究了沈阳城市土壤全钾、碱解氮2种土壤养分的空间变异性.结果表明：全钾的最佳拟合模型为指数模型,碱解氮的最佳拟合模型为高斯模型;其块金值/基台值［C₀/(C₀+C)］分别为10.65%和17.96%,说明沈阳城市土壤全钾和碱解氮的空间相关性较强,其空间变异主要是由结构性因素引起的.通过克立格插值对沈阳城市土壤全钾和碱解氮的空间分布特征进行分析发现：全钾的空间分布没有明显的规律性;碱解氮的空间分布则为周边高、城区中部低.     

南海中西部海域鸢乌贼中型群和微型群的营养生态位

为了深入了解南海鸢乌贼不同种群的碳氮稳定同位素特征及营养生态位之间的关系,于2017年8月在南海中西部海域采集其中型群和微型群样品,分析不同胴长组的碳氮稳定同位素值和营养级变化,并比较其营养生态位差异.结果表明:中型群鸢乌贼的δ^13C范围在-19.54‰^-18.10‰,δ^15N范围在7.79‰~9.45‰,营养级范围在2.72~3.21,平均营养级为2.90;微型群鸢乌贼的δ^13C范围为-19.69‰^-18.43‰,δ^15N范围为8.02‰~8.99‰,营养级范围为2.79~3.08,平均营养级为2.91.两个鸢乌贼种群间δ^13C差异不显著,δ^15N差异显著.胴长显著影响了鸢乌贼的δ^13C和δ^15N值,且随着胴长的增大,δ^15N值有增大的趋势.中型群鸢乌贼的营养生态位宽幅和营养级的多样性程度都大于微型群.     

基于精荚数量对鸢乌贼中型群雄性 个体有效繁殖力的研究

根据2017年和2018年在我国南海海域采集到的鸢乌贼（Sthenoteuthis oualaniensis）中型群雄性样本,利用生物统计分析和线性模型拟合等方法研究其有效繁殖力特性及其在性腺发育过程中的变化规律。结果表明,南海鸢乌贼中型群雄性胴长分布范围为114 ~ 153 mm,体重分布范围为55.2 ~ 174.7 g。个体精荚囊的长度为22 ~ 124 mm,精荚囊重量为0.03 ~ 3.07 g,两者呈幂函数关系,且均随着性腺发育而逐步增大。精荚囊长度及其重量与胴长和体重均呈线性函数关系。精荚囊长度及其重量均在性腺成熟度Ⅵ期时达到最大值,分别为（94.33 ± 21.64）mm和（1.57 ± 1.07）g。有效繁殖力为1 ~ 144条,胴长相对有效繁殖力为0.02 ~ 1.62 条/mm。随着个体生长发育,有效繁殖力在Ⅵ期达到最大值,相对有效繁殖力则在Ⅵ ~ Ⅶ期时趋于稳定。有效繁殖力与胴长、体重均呈线性函数关系,相对有效繁殖力与胴长、体重均呈幂函数关系。精荚长度为4.79 ~ 36.60 mm,精荚重量为0.000 2 ~ 0.020 0 g,两者符合幂函数关系,且均在Ⅵ期达到最大值。同时,精荚长度及其重量与胴长、体重均呈线性函数关系。研究表明,南海鸢乌贼中型群雄性个体的精荚囊、精荚和有效繁殖力均随着性腺发育而不断增大,且三者均与个体胴长、体重呈显著的函数关系。     

栎黄枯叶蛾低龄幼虫空间分布的地统计学分析

栎黄枯叶蛾(Trabala vishnou gigantina Yang)是近年在陕西吴起发现的严重危害沙棘的一种食叶害虫。为了准确把握栎黄枯叶蛾幼虫的分布规律,以便对该虫的危害盛期进行预测预报和采取防治措施,因而采用地统计学分析方法对不同坡向和疏密度的沙棘林中栎黄枯叶蛾低龄幼虫的空间分布格局进行了研究。结果表明:栎黄枯叶蛾卵孵化高峰期为6月中旬。通过全方向的变异函数曲线分析得知:阴坡密林、阴坡疏林、阳坡密林、阳坡疏林中,栎黄枯叶蛾低龄幼虫空间依赖范围分别为19.96、9.45、20.75、13.48 m,空间变异值分别为0.692、0.613、0.679、0.597。密林样地的半变异函数最佳拟合模型均为高斯模型,疏林样地均为指数模型,两种模型均指明栎黄枯叶蛾低龄幼虫的空间分布格局为聚集分布。引起种群聚集的原因主要为其生物学特性。用Kriging插值方法生成的空间分布图显示低龄幼虫在空间分布上存在明显的边缘效应。     

北京市北运河流域耕地土壤性质空间变异性

运用ArcGIS和地统计学相结合的方法研究了北运河流域0~50 cm土壤的pH、容重、有机质、有效磷和全氮5种肥力参数的空间分布特征。结果表明:pH值、容重、有机质、全氮的变异系数在6%~22%,属弱-中等变异水平,有效磷变异系数最大,为68%;通过半方差函数分析,5种参数变异函数的曲线理论模型都符合高斯模型,且在一定间距内均存在空间相关性,土壤p H值和容重表现强烈的空间自相关性,其空间变异主要是由结构性因素引起。土壤有机质、全氮和有效磷空间相关性中等,是由结构性因素和随机性因素共同作用的。采用普通克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,统计了分级土地面积,并对其空间变异进行了分析。研究结果对于评价北运河流域土壤养分空间变异规律和动态变化有一定的实践意义,可应用于精准农业。     

西北印度洋鸢乌贼角质颚色素沉积特性分析

角质颚是头足类主要的摄食器官,蕴含着大量渔业生态学信息。根据2019年3至5月中国灯光罩网渔船在西北印度洋海域采集的1 009尾鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本,对其角质颚色素沉积等级进行了划分和判定,分析了色素沉积等级与胴长、体重、性腺成熟度和角质颚形态参数的关系。结果显示,3至5月西北印度洋鸢乌贼角质颚色素沉积等级以2级为主,占总样本的33.87%,色素沉积等级总体上随着月份的增加而增加。鸢乌贼角质颚的色素沉积与胴长、体重和性腺成熟度的关系均存在性别间显著性差异(P <0.05),总体而言雌性个体的沉积速度快于雄性个体。角质颚色素沉积等级与胴长、体重和角质颚外部形态参数均呈正相关,并且都随着性腺成熟度的增加而增加。本研究开展了西北印度洋鸢乌贼角质颚色素沉积研究,确立了鸢乌贼色素沉积等级与胴长、体重、性腺成熟度和角质颚形态参数的关系,并拟合了相关生长方程,为进一步研究鸢乌贼的渔业生态学及合理开发该资源提供了科学依据。     

长江口及邻近海域夏、冬季浮游病毒丰度分布

应用荧光显微计数法,对2006年夏季和2007年冬季长江口浮游病毒丰度(virus direct count,VDC)进行了检测.结果表明:夏季该海域VDC在2.22×106～9.97×107个·ml-1,高值分布在近海B区(122.5°-123.5°E)的表层海域;冬季VDC在1.99×106～2.66×107个·ml-1,高值分布在近岸A区(120.5°-122.5°E)海域,且由近岸向外海逐渐降低.夏季VDC与浮游细菌生物量、叶绿素含量关系密切,与营养盐相关性不显著(P＞0.05);冬季VDC与浮游细菌、营养盐含量关系密切,与叶绿素a含量相关性不显著(P＞0.05).夏季VDC显著高于冬季(P＜0.01),且两季的分布特征存在不同,此种差异主要与浮游细菌、浮游植物等病毒寄主的分布有关.冬季的营养盐含量也是影响其浮游病毒分布的重要因素.     

基于海洋遥感的南海外海鸢乌贼最适栖息环境分析

根据2010—2014年南海外海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)渔业生产数据,结合海洋遥感所获得的海表面温度(sea surface temperature,SST)和海表面高度异常(sea surface height anomaly,SSHA)数据,采用外包络法基于单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of effort,CPUE)计算适应性指数(suitability index,SI),用算数平均法建立基于环境因子的栖息地适应性指数(habitat suitability index,HSI)分析模型。结果表明:南海外海鸢乌贼中心渔场的最适SST范围为26.4~29.6℃,最适SSHA范围为-0.014~0.114 cm;当HSI0.6时,作业次数比率为77.99%,平均CPUE为4.13 t·d-1。研究指出,基于海表面温度和海表面高度异常的栖息地适应性指数模型能够较好地表征鸢乌贼的中心渔场,准确率超过77%。     

江西省马尾松林生态系统碳密度空间变异特征

森林碳密度是反映森林生态系统固碳能力的重要指标之一,分析其碳密度的空间变异可为碳汇林业的经营与管理提供科学依据.以江西省马尾松林生态系统为对象,基于样地调查及样品碳含量测定数据,利用全局和局域Moran I,分析其碳密度的空间自相关性,并采用地统计学方法,探讨其空间分布规律.全局Moran I表明,马尾松林生态系统碳密度的空间自相关性呈正相关,且其自相关性随着距离的增大而逐渐减弱,当距离超过400 km后不存在空间自相关性,其空间分布随距离的增大逐渐由聚类分布趋向于随机分布;局部Moran I值表明,马尾松林生态系统碳密度的局部空间分布不均匀,且随距离的增大,其局部空间分布的差异逐渐增大.半方差函数模型的拟合结果表明,球状模型对马尾松林生态系统碳密度的拟合效果最优,其块金值与基台值的比值为0.36,其在空间上存在中等程度的相关性.通过克里格空间插值,马尾松林生态系统碳密度主要集中在85.14～153.52 t·hm^-2,空间分布规律总体上均呈中间低、周边高的趋势,与研究区的周边高中间低的地势特征较为吻合.