东海水域中上层鱼类资源的空间异质性

定量描述鱼类分布的空间变异,有利于从生态学意义上理解其空间分布及其与环境的关系,本文利用地理信息系统将东海区中上层鱼类资源密度空间化,运用空间自相关指数Geary c和变异函数理论分析其空间自相关和空间变异,东海区中上层鱼类资源空间分布平均场的Geary c指数为0．25,各向同性随机变异占总变异的19．1％,表明其空间分布具有较高的自相关特性,空间分布上各向变异不一致,其中45°和135°方向上变异曲线斜率急剧变化,表明这两个方向上存在重要的环境动力过程,各年份平均资源密度与相关变异(C)正相关,而与随机变异(C0)不存在相关,表明年际密度变化主要由空间自相关引起,变异曲线分维数(D)与密度呈负相关,说明密度的增加是由于鱼类在空间上的集聚程度增高引起的。     

典型岩溶流域土壤有机质空间变异——以云南小江流域为例

以云南小江流域为例,利用地统计学与GIS相结合研究岩溶区土壤有机质的空间变异。统计分析结果表明,研究区内土壤有机质含量的总体水平较高,平均为29．0g／kg,变异系数为60．5％,属强变异;半方差函数分析结果表明,流域土壤有机质含量的空间变异具有各向异向性,长、短轴变程分别为39．8km和22．0km,同时由空间自相关部分引起的空间变异性的程度较大,C0／（C0＋C1）值为53．4％,流域土壤有机质含量具有中等的空间相关性;Kriging插值分析结果表明流域土壤有机质含量由东部向西、西南部逐渐降低,其空间分布与流域地质、地貌及土地利用表现出明显的一致性。     

黄海中南部越冬鳀鱼空间分布及其与水温年际变化的关系

利用1986-2010年的底拖网调查数据和遥感海表温度,基于GIS技术,通过空间分析和相关性分析等方法,研究黄海中南部水域越冬鳀鱼空间分布的年际变化,并探讨其与水温变化的关系.结果表明:1986-2010年鳀鱼空间分布的年际变化明显,2004年其资源丰度下降至最低且向岸分布,2010年资源丰度有所回升并在东部水域集中分布,鳀鱼捕获站位、资源密度在经纬度方向上的分布集中区域年际变化明显;鳀鱼资源密度重心纬度与代表性等温线平均纬度的变化趋势相一致,表明水温变化影响越冬鳀鱼纬度方向上的分布,但其向岸分布趋势则由黄海暖流的年际变动决定;在影响鳀鱼分布的众多因子中,资源丰度变化主要受捕捞压力的影响,而空间上的变化主要由海水温度决定.     

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。     

两个林分水曲柳土壤种子库空间格局的定量比较

依据地统计理论和方法,采取规则网格数据结构的空间取样设计,在树种组成、林分密度及林下植被等均不相同的两个林分中设置样地,对水曲柳土壤种子库的空间格局进行了定量比较研究．结果表明,在水曲柳杨树等混生的样地1,种子库密度较大(158．1±96．7个·m^-2),异质性程度较高(C0+C＝0．549),格局尺度相对较大(4．52m),空间自相关因素引起的变异高达89．4％,随机变异仅占10．6％,格局变异呈现较高的自相似性(分数维值D＝1．728-1．865)．在水曲柳纯林中的样地2,种子库密度较小(57．4±44．7个·m^-2),异质性程度较低(C0+C＝0．125),且主要体现在相对较小的尺度范围内(2．59m),空间自相关变异占56．8％,随机因素对空间格局的影响较大(D＝1．906-1．960)．两样地之间种子库空间格局表现的尺度范围、强度及空间结构等有显著差异,林分空间异质性是导致这种差异的主要原因．     

西南峡谷型喀斯特坡地土壤养分的空间变异特征

基于网格(20 m×20 m)取样,采用经典统计学和地统计学方法,研究了西南峡谷型喀斯特坡地土壤养分的空间异质性和分布格局.结果表明:峡谷型喀斯特坡地土壤养分含量为中等和强变异,变异性大小顺序为:速效磷全钾有机质碱解氮全氮全磷速效钾,pH值表现为弱变异,有机质表现为中等程度的变异;不同土壤养分具有良好的空间自相关性,其自相关函数均表现出由正相关向负相关方向发展,拐点为80~100 m,其中全钾和速效磷的Moran I较小,其他指标较大;不同土壤养分的空间变异特征不同,全钾和速效磷最佳拟合模型为指数模型,块金值与基台值的比值[C0/(C0+C)]和变程(A)很小,分形维数(D)较高,空间相关性强烈;其他土壤养分指标的最佳拟合模型均为球状模型,C0/(C0+C)、A和D均呈中等程度的空间相关;Kriging分析表明,pH值、有机质、全氮、全磷和碱解氮呈凹型分布,速效磷和速效钾呈斑块状分布.植被、地形、人为干扰和高异质性的微生境是造成峡谷型喀斯特坡地土壤养分格局差异的主要因素.     

广州稻区稻螟幼虫种的构成及其空间分布研究

水稻螟虫是水稻上的重要害虫。本文应用聚集强度指数和地统计学方法研究了广州地区水稻螟虫幼虫种的构成及其空间分布。结果表明：目前,台湾稻螟Chilotraea auricilia是广州地区水稻螟虫的优势种群。在空间分布上,分蘖期和抽穗期稻螟幼虫在稻田中均呈聚集分布,且它们的半变异曲线均为高斯模型。分蘖期稻螟幼虫块金值与基台值比值（0608）较低,表明其空间异质性是由空间的自相关性引起,而抽穗期稻螟幼虫块金值与基台值比值（1792）较高,表明其空间异质性是由随机因素引起。利用Kriging插值法,由地统计学软件Sufer 80 绘制的密度等值线图可直观地反映稻螟幼虫在分蘖期和抽穗期的空间分布。     

黄花甸子流域土壤全氮、速效磷、速效钾的空间变异

选择赤峰市敖汉旗黄花甸子流域为研究对象,以实地取样数据为基础,结合空间自相关、半变异函数及克里格插值方法,分析流域内全氮、速效磷和速效钾的空间变异特征。结果表明:全氮、速效磷和速效钾总体上均呈岛状分布,全氮和速效磷呈现较为分散的斑点状的肥岛状分布;速效钾呈现明显的岛状分布。3种养分的空间自相关性均随着滞后距离的增加而降低,并存在明显的正、负相关区域,并分别与其空间聚集和空间孤立区域相对应。速效磷的C0/(C+C0)为17.21%,具有强烈空间相关性。全氮、速效钾的C0/(C+C0)分别为27.03%和44.99%,属于中等程度的空间相关性。空间自相关距离与变程均表现为全氮速效磷速效钾。不同土地利用方式下各养分含量总体表现为农地林地草地。人为活动是影响研究区养分空间变异的主要原因。     

鄂尔多斯草地退化过程中植被地上生物量空间分布的异质性

应用地统计学方法分析研究了鄂尔多斯草地荒漠化过程中植被地上生物量空间分布的异质性。发现从本氏针茅(Stipa bungeana)、本氏针茅 油蒿(Artemisia ordosicn)、油蒿、油蒿 牛心朴子(cynanchum komarovii)、牛心朴子群落的5个退化系列群落中,植被地上生物量空间格局异质化程度及其相关范围变化非常明显。变异函数的基台值(C0 C)在5个退化群落中的变化表明,在本氏针茅群落中,植被地上生物量空间分布异质性较低(0．48),本氏针茅 油蒿群落增强(19．47),油蒿群落显著增强(1522),油蒿 牛心朴子群落减弱(171．6),牛心朴子群落显著减弱(4．164)。变异函数的相关范围(A0)表明,在本氏针茅群落空间相关范围较小(53．9cm),本氏针茅 油蒿群落增加(77．8cm),油蒿群落减小(51．7cm),油蒿 牛心朴子群落增加(62．9cm),牛心朴子群落增加(94．6cm)。空间变异比分析表明,由空间自相关因素引起的空间异质性占主要部分(74．2％～80．7％)。空间分布格局图(Kriging map)分析进一步显示,退化群落中植被地上生物量格局变化显著。从本氏针茅群落退化到油蒿群落的中度荒漠化过程中,植被地上生物量空间分布的异质性的增强。由油蒿群落退化到牛心朴子群落的严重荒漠化过程中,植被地上生物量空间分布的异质性减弱。     

海南岛黎母山四眼斑水龟种群密度与空间分布格局

2004年3～7月,采用系统抽样法在海南岛黎母山对四眼斑水龟（Sacalia quadriocellata）种群密度与空间分布进行了调查,采用Cassie指数、David＆Moore指数、Morisita指数和Lloyd指数测定了四眼斑水龟种群空间分布格局。结果表明,（1）四眼斑水龟种群分布于海拔170～470m范围内,在垂直梯度上呈现不连续的分布状态;（2）在海拔170～470m范围内种群相对密度为0．011～0．050只／笼捕日;（3）种群空间分布呈现聚集分布格局;（4）资源的空间分布特点和人为干扰可能对四眼斑水龟种群密度及空间分布格局有重要影响。     

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.     

Spatial distribution of the active surveillance of sheep scrapie in Great Britain: an exploratory analysis

Background  

This paper explores the spatial distribution of sampling within the active surveillance of sheep scrapie in Great Britain. We investigated the geographic distribution of the birth holdings of sheep sampled for scrapie during 2002 – 2005, including samples taken in abattoir surveys (c. 83,100) and from sheep that died in the field ("fallen stock", c. 14,600). We mapped the birth holdings by county and calculated the sampling rate, defined as the proportion of the holdings in each county sampled by the surveys. The Moran index was used to estimate the global spatial autocorrelation across Great Britain. The contributions of each county to the global Moran index were analysed by a local indicator of spatial autocorrelation (LISA).     

黑河流域荒漠绿洲过渡带两种优势植物种群空间格局特征

应用地统计学的原理和方法,对降水量117．1mm、降水量和潜在蒸发量比值为0．05的荒漠绿洲过渡带斑块状植被优势植物泡泡刺、红砂种群的密度、盖度以及泡泡刺沙堆体积和高度的空间格局进行了研究．结果表明,泡泡剌和红砂种群平均盖度分别为1．56±2．34％和0．23±0．22％;密度分别为1．5±1．8丛·100m^-2和2．3±2．1株·100m^-2．泡泡刺灌丛沙堆是稳定戈壁下垫面受风沙流干扰形成的一种景观,灌丛高度和体积都比较小,平均值分别为0．18±0．15m和0．10±0．18m^3．泡泡刺种群在样地内靠近绿洲和浅山区有几条明显的分布带,而红砂分布相对均匀．用半方差函数分析表明,两种种群密度和盖度的块金值与基台值之比都比较小,介于0．08～0．12之间,说明在总空间异质性中随机因素所起的作用很小。占8％～12％．两种种群盖度和密度的变程相近,基本在34m以内,其中随机因素引起的异质性对应的尺度在10m以下,而结构性因素引起的异质性对应的尺度为10～34m．泡泡刺和红砂种群盖度和密度的空间异质性均具有各向同性和各向异性特征,其中红砂种群的各向同性的范围略大于泡泡刺种群．泡泡刺种群空间格局的塑造主要受降水量及其形成地表径流的控制．     

二化螟种群空间格局的经典分析与地统计学比较研究

为揭示二化螟幼虫空间格局特征并阐明经典格局分析的局限性与地统计分析的优越性,从2个原始样本出发,另构建了一系列格栅样本、随机样本和顺序样本并进行了比较研究。结果表明,经典格局分析不能有效区分频次分布相同但分布型或聚集程度不同的样本,存在受样方大小、格栅初始点位置和样本容量大小影响等许多局限性,其中受格栅初始点位置影响是首次报道;而地统计学半变异函数能有效刻划二化螟种群空间分布格局,表征其聚集强度和空间异质性,且受样方大小、格栅初始点位置和样本容量大小的影响较小,二化螟种群在低密度下呈随机分布;在高密度下呈聚集分布,聚集强度为0．1056,空间依赖范围为193cm,在高密度下二化螟种群空间分布存在几何异向性,行方向上的聚集强度（0．2716)明显高于列方向(0．0867),但行方向上的空间依赖范围(115cm)小于列方向(264cm)。     

用分子标记揭示植物随机大居群中亚居群的遗传结构——茅栗自然居群空间遗传结构的SSR分析

采用微卫星标记对茅栗(Castanea sequinii)随机大居群以及其中各亚居群的遗传结构进行了空间自相关分析,以探讨植物自然居群内遗传变异的分布特征及其形成机制。通过9对微卫星引物所产生的119个多态位点,测定了大别山区域内茅栗居群以及各亚居群的空间自相关系数Moran's I值。结果表明:大别山分布的野生茅栗为一个缺乏空间结构的随机大居群,茅栗亚居群之间频繁的花粉流削弱了地理隔离导致的遗传漂变或分化作用在维系居群随机遗传结构中具有的重要作用。但是,在接近亚居群大小的地域范围内(0.228 km)具有一定的空间结构,即小地域尺度中的亚居群存在着空间遗传结构。取样的3个亚居群在小格局范围内都存在一定的空间结构,遗传变异基本上呈非随机分布,在短距离内(61 m)3个亚居群一致表现出不同程度的显著正相关,而随着距离的增加,Moran's I值虽然在不同亚居群间存在一定差异变化,但是总体而言趋向预期值,即不存在空间结构,说明其遗传变异在亚居群内只是在短距离内形成一定的空间结构。研究认为有限的种子散播以及微生境选择等因素可能是产生这种小格局的遗传结构的主要原因。上述研究结果有助于进一步了解植物随机大居群的进化历史和生态过程,同时也为栗属植物中国特有种的保育策略提供了科学依据。     

晋北大型露天矿区景观生态风险时空异质性

矿产资源开采对生态环境产生了剧烈扰动,加剧了矿区生态环境的风险性,严重威胁区域的可持续发展。从景观生态学角度将景观格局与生态风险相结合对矿区生态环境进行评估,从而揭示矿区景观生态风险的时空异质性,促进土地资源的可持续利用。以1990-2018年7期Landsat TM影像解译后的土地利用现状数据为数据源,构建景观生态风险指数,结合空间统计学及地统计学理论,探究1990-2018年平朔矿区景观生态风险的时空异质性。结果表明:1990-2018年平朔矿区景观生态风险的空间分布呈集聚分布模式,Moran’s I指数处于0.53~0.68,Z得分远高于检验阈值1.96,风险的空间集聚效应明显。1990-2018年平朔矿区的景观生态风险等级以中低、中、中高水平为主,占全区总面积的70%~90%,低风险区域主要分布于井坪镇以及白堂乡与向阳堡乡的大片林地,耕地是中等风险的主要分布区域,高风险区域逐渐向矿界内的矿业核心区收缩。1990-2018年平朔矿区景观生态风险空间异质性中的随机变异均小于空间自相关变异,由空间自相关部分引起的空间异质性占据主导地位。研究表明,在0.50 km×0.50 km的研究尺度下,1990—2018年平朔矿区景观生态风险具有很强的时空异质性,时间上呈现先增加后降低的趋势,空间相关性显著,空间分异特征明显。     

格网尺度下青海玛多县土地利用及生态系统服务价值空间自相关分析

开展黄河源区土地利用和生态系统服务价值空间量化评估,对于保障黄河流域生态安全具有重要意义。以黄河源区玛多县为例,基于3 km×3 km网格单元,应用空间自相关方法构建生态系统服务价值评价模型,定量评价了2015年玛多县土地利用/覆被空间自相关格局特征,可视化表达了玛多县生态系统服务价值空间信息。结果表明: 在3 km×3 km格网尺度下,不同覆盖度草地覆盖范围广阔;水域网格占总网格数的42.9%,在玛多县西北部分布密集;建设用地呈东北-西南走向的“线条式”分布;未利用土地体现为西南多、东北少的分布格局。在空间上,玛多县土地利用类型网格之间相互影响,表现为正相关性和聚集分布。水域的全局Moran I和局部Moran I值均最大,空间聚集性最强,局部连片度较高。建设用地的全局Moran I和局部Moran I值分别为0.293和0.127,空间自相关性最弱,在小范围内呈聚集特点。2015年,玛多县生态系统服务价值(ESV)为938.87亿元,网格的ESV平均值为3.20×10⁷元,最大值为19.96×10⁷元,水域分布网格是ESV的高值区。玛多县ESV分布格局整体上呈显著的空间正向自相关,ESV在网格之间为聚集分布。不同土地利用类型ESV网格总体呈高高、低低聚集,在局部零星为高低、低高聚集。可采取的国土空间规划与用途管制策略包括:水域、未利用土地采用强调生态溢出价值的“集中连片式”保护模式,高、中、低覆盖度草地采取主次分明、划区管理的“组团式”生态治理模式,建设用地在“廊道式”分布格局中采取小范围集约化开发利用模式。     

城市景观空间自相关与自相似的尺度特征研究

在RS与GIS技术支持下,以上海市外环以内城市中心区为区域背景,研究城市景观格局空间自相关与分形结构在不同粒度下的变化特征,揭示其对粒度的响应特征和敏感程度。结果表明,城市景观格局的空间自相关性和自相似性依赖于粒度的选择,MoranⅠ与各种景观类型的分维数均存在尺度效应;城市景观格局空间自相关性与自相似性在一定尺度范围内具有尺度依赖性,但二者对尺度的依赖程度不同。空间自相关性具有较高的尺度依赖性;而不同景观类型的自相似性随尺度的变化没有统一规律;城市景观格局的空间自相关性和自相似性对尺度变化的敏感点不同。居住景观的MoranⅠ对尺度变化的敏感点为50m,其他景观类型无明显的敏感点;分维数对尺度的敏感点因景观类型不同而异。