一类具有饱和接触率的SIQRS模型的动力学分析

本文研究了在网络环境下一种具有饱和接触率的SIQRS模型,并对所建模型平衡点的存在性进行了深入的讨论,利用Liapunov函数和Dulac定理对模型进行分析,得到了流行病传播的无病平衡点以及地方病平衡点.紧接着,通过对模型平衡点的动力学分析,推断出了流行病传播的一般性趋势.最后,我们设计了一个数值实验,通过计算机仿真验证了模型的合理性与有效性.     

对一个气孔经验模型的电学类比分析和模拟检验

对Ｂａｌｌ等人提出的气孔经验模型进行了分析和模拟检验,分析是通过电学类比实现的,在引进叶片边界层导度很大等假设后可以从气孔内外ＣＯ２浓度之比保持恒定的实验事实推导出这个经验模型的表达式;在其它类似的实验事实的基础上已可作同样的推导。模拟检验中采用的是由我们建立的人为完整的气孔对环境响应的机理性定态数学模型。两种方法得出的结论是一致的：Ｂａｌｌ等人的经验模型有一定的局限性,因为它不能模拟边界层阻力和叶温对气孔导度的影响。由此我们指出叶片表面的风速是影响气孔导度的重要环境因子之一。一个完整的气孔模型必须包括它的影响。     

一类基于边的随机SEIR网络模型的传播动力学

考虑到疾病传播的异质性,本文基于配置模型建立了一类基于边的随机SEIR网络传播动力学模型.数值仿真显示网络随机模拟结果与所建模型的解能够很好地吻合.得到了疾病流行的基本再生数,并证明了疾病在网络上能否流行由其基本再生数唯一决定:当基本再生数不大于1时,模型存在唯一稳定的相应于疾病在网络上没有流行开来的平衡点;当基本再生数大于1时,疾病未流行平衡点变为不稳定,此时模型存在另一个稳定的相应于疾病在网络上流行开来的平衡点.     

一个具有随机传染率艾滋病模型的渐近行为(英文)

研究了艾滋病传播的随机模型.我们给出了一个条件,在这个条件下,无论环境干扰有多强,随机Logistic方程的平凡解是渐近稳定的.我们的结论与Roberts和Saha的结论构成对艾滋病传播模型的一个完整的分析.     

多物种集合的种-多度关系模型研究进展

种 -多度关系是群落结构研究最基本的方面之一。Preston最早描述的物种“常见性和罕见性的分布”是群落中种 -多度关系的一般特性。自从 Motomura开创性地提出一个几何序列模型用于描述这种特性后 ,生态学家已建立了许多拟合种 -多度关系的经验模型和理论模型 ,主要包括对数序列分布、对数正态分布等统计模型 ,几何序列模型、分割线段模型等生态位模型以及反映群落动态和环境制约作用的动态模型 ,还有其中一些模型的扩展模型。近年来 ,种 -多度关系研究领域已大大拓宽 ,如“群落”的内涵已延伸为“多物种集合”,物种“多度”的测度推广到“广义多度”。尽管种 -多度关系研究已取得很大进展 ,仍有一些问题尚待解决 ,诸如多度指标选择、种 -多度分布时空变化规律及其机制以及种 -多度关系模型的选择、检验、解释与应用。     

坡位对北京东灵山辽东栎林物种多度分布的影响

海拔与坡位是气象因子和立地因子的综合表现.坡位影响环境因子在空间上的分布状况,与海拔共同营造物种生存的小生境,形成群落多度格局.本文选用5个描述种-多度关系的生态位模型(断棍模型BSM、生态位优先占领模型NPM、生态位重叠模型ONM、随机分配模型RAM、优势优先模型DPM),对北京东灵山辽东栎林的乔、灌、草3个层沿海拔梯度分别在上、中、下坡位进行群落多度格局调查.结果表明:在乔木层,从低海拔到高海拔、从下坡位到上坡位,能很好地反应群落多度格局变异的模型有由RAM、NPM向DPM过渡的趋势;能很好地拟合灌木层群落多度格局的生态位模型依次是NPM、BSM、RAM,DPM在高海拔地段拟合的效果也很好;BSM在草本层的拟合效果最好,其次是NPM和ONM.协方差分析表明,海拔和坡位都没有对辽东栎林的群落多度格局产生显薯影响.     

物种多度格局研究进展

物种多度格局研究始于20世纪30年代,是种群生态学和群落生态学研究的起点。物种多度格局研究主要在两个水平上进行：1）初期研究主要集中于群落水平,希望在不同群落之间发现一个共同的整体格局来描述群落的组织结构。常用模型包括几何级数、对数级数、对数正态和断棍模型,不同模型代表了不同的生态学过程。2）目前转向重视物种水平,并以物种多度的区域分布规律及其生态学机制研究为主。物种分布区多度关系有正相关、无相关和负相关3种形式。局部多度高的物种一般趋于广布,而局部多度低的物种趋于受限分布。物种多度区域分布的生态位模型预测为单峰型,还经常会出现“热点地区”;而异质种群模型预测为双峰型。物种多度的区域分布主要由环境资源特性、物种生态位和扩散过程等因素决定。3）物种多度格局的时间变化与空间变异类似,代表了这些生态学过程的时间异质性。4）物种多度格局的尺度变化经常表现出自相似性,但该规律并非一直存在,因为生物多样性由不同尺度上的不同生态学过程决定。5）多度（稀有度）是物种保护的基本依据,而群落多度模型能够指示生态学和干扰过程变化对群落结构的影响。物种多度格局的模型手段仍需改进,机制研究尚不系统,应用研究亟待扩展,对于物种多度格局的深入理解将为揭示生物多样性分布机制和有效保护提供帮助。     

羊草气孔导度的Jarvis-类模型

在干旱半干旱气候条件下,土壤水分状况通常是决定植物气孔导度的重要因素,现有气孔导度模型Jarvis-类和耦合模型(或光合-导度模型)未充分考虑这一因素对气孔导度的影响。本文以Jarvis气孔导度模型为基础,提出一个充分考虑土壤水分状况因素的气孔导度模型。该模型对羊草连续两年(1998~1999)野外实地观测结果拟合良好(R2=0.603),预测能力较线性回归方程(R2=0.361)有明显提高。     

一个通用岛屿生物地理学模型

MacArthur-Wilson的平衡理论是生态学中最有影响力的理论之一,尽管进化的重要性早已认识到,但进化因素一直没有很好地整合到岛屿生物地理学模型中.本文通过在经典MacArthur-Wilson模型中整合成种及其他相关因素提出了一个更通用的综合模型.模型证实成种对岛屿上物种丰富度和特有种的形成具有重要作用,并且在满足一定条件时成种对局域物种多样性的作用可超过迁入的作用,这些条件与平均每物种成种率、绝灭率以及岛屿特征有关,但与迁入率无关.当其他参数固定时,模型预测,大岛具较大但不是最大的特有种比例.基于这一模型,可以预测海洋岛上物种丰富度和特有种的变化,预测结论与实际观察的一致.本文提出的模型为重新评估成种的作用和岛屿物种多样性数据,尤其是对那些偏离MacArthur-Wilson模型的数据进行重新分析提供了一个新方法.     

亚热带常绿阔叶林群落物种多度分布格局对取样尺度的响应

为揭示物种多度格局随尺度的变化规律,探讨多度格局形成的机理及生态学过程,作者以古田山亚热带常绿阔叶林24 ha固定监测样地为背景.采用断棍模型(broken stick model)、对数正态模型(Iognormal distribution model)、生态位优先占领模型(preemption model)、Zipf模型(Zipf model)、Zipf-Mandelbrot模型(Zipf-Mandelbrot model)及中性理论模型(neutral model),对不同尺度下的物种多度分布格局进行拟合,并采用AIC检验和卡方检验选择最优拟合模型.结果表明,不同尺度上适合的物种一多度曲线模型不同;在取样边长为10 m和20 m时,除中性模型外的5个模型均不能被拒绝,它们均适合小尺度下的格局,这表明存小的尺度上生态位过程对物种一多度曲线的格局贡献较大;在取样边长为40 m时,最适合的模型为对数正态模型;取样边长为60 m和80 m时,Zipf-Mandelbrot模型为最优拟合模型;在取样边长为100 m时,尽管Zipf-Mandelbrot模型有最小的AIC值,但卡方检验拒绝了除中性模型外的5个模型;中性理论模型除了边长为10 m和20 m尺度以外,在其他尺度上均比前面5种模型的预测效果更好.因此在研究物种多度分布规律时必须注意空间尺度的影响.研究结果表明随着尺度的增加,中性过程成为决定物种一多度曲线格局的主要生态过程.     

秩——丰盛度分布是热带蛾类集合判别的有用工具吗?

制图并分析秩——丰盛度分布(RADs)是描述物种集合特征的有效方法。研究一直认为,来自不同生境的RADs秩——丰盛度分布倾向于符合不同的模型,如对数序列分布或对数正态分布。我们用从婆罗洲北部收集的63套尺蠖蛾样本数据,给这个想法一个严格的检验。通过对数序列分布和对数正态分布间的二项分布比较及外加另外三个生态位-空间分隔分布的模型间多项分布比较,发现生境干扰或海拔均无法显著地预测最适合的RAD模型。另一方面,样本多样性和在较小程度上的样本大小(个体数)与RAD模型显著相关。我们的结论是,尽管RAD模型拟合有许多其它的有趣应用,但在根据生境类型来判别物种集合方面是无效的。     

中国壳斗科的地理分布及其与气候条件的关系

壳斗科是温带、亚热带最重要的森林树种之一,在我国有7属350多种和变种,呈北东东—南西西向分布,几乎遍及全国,在亚热带和温带森林中,常成为重要的建群种。壳斗科在我国总体上是北温带—亚热带分布类型。本文对壳斗科的物种丰富度分布、特有性分布及其与气候地理条件的关系进行了研究,并提出种类特有性的指数(EI,Endemic Index)：EI=(N/∑Ki)×10 研究发现,分布的物种丰富度中心在滇、桂、黔一带,而特有性中心则在滇、藏、琼等地。另外,通过逐步回归及比较分析,发现水热状况往往成为限制壳斗科物种丰富度分布格局的主导因子。而海峡等生态、地理隔离因子及空间异质性等对特有性指数的增加有明显的促进作用。影响物种丰富度与特有性指数分布的生态因子往往有较大的差异。     

生殖器疣在无标度网络上的传播与免疫策略研究

研究了生殖器疣在无标度网络上的传播,建立了SEI_1I_2R模型.首先得出无限维无标度网络中的传播阈值为零的结论.然后证明了无病平衡点的稳定性与疾病的一直持续生存性.接着讨论了两种免疫策略:比例免疫与目标免疫.目标免疫的效果要好于比例免疫.     

一类具变时滞的模糊BAM神经网络的平衡点的指数稳定性(英文)

研究一类具变时滞的模糊BAM神经网络.利用拓扑度论和微分不等式,获得了该类网络平衡点的存在性、唯一性和全局指数稳定性的充分条件.一个例子用来解释本文获得的结果.     

使用粪堆数量估计日本奄美群岛上琉球兔的种群数量

为了测量奄美岛上濒危物种琉球兔 (Pentalagusfurnessi)的丰盛度 ,我们计数了森林中道路、溪流和森林地被物中的粪堆数量。计算用的模型包括新粪堆的数量及其年龄、总粪堆数量、每天产生的平均粪堆数 ,以及在森林地被物和溪边的粪堆数量的回归方程。估计在 1 993- 1 994年期间该岛上有 2 5 0 0 - 6 1 0 0只琉球兔 ,在 2 0 0 2 - 2 0 0 3年间有 2 0 0 0 - 4 80 0只。通过比较粪便丰盛度和在森林道路旁观察到的琉球兔数量 ,我们考察了该模型的有效性 ,最后将以前调查的数据应用于该模型以确定种群下降的程度     

亚高寒草甸不同生境植物群落物种多度分布格局的拟合

物种多度分布是群落生态学研究的核心内容。通过对青藏高原东部亚高寒草甸3种不同生境草本植物群落的抽样调查,结合16个物种多度分布模型的两种曲线拟合优度检验得出如下结果：多种不同模型可以拟合同一生境的物种多度分布。相比于其他可拟合模型,几何级数模型在3种生境中两种拟合优度检验方法下的平均拟合效果是最好的,拟合优度值均在最优拟合优度值10左右波动。次优模型鉴于不同生境不同的检验方法表现不一。除了几何级数模型外,Sugihara分数模型在最小二乘法的拟合方法下,也可以拟合3种生境的物种多度分布。研究结果表明,仅用拟合优度检验区分产生不同物种分布格局的模型和机制是不可靠的,需要做进一步的检验性实验研究。     

热带森林树种多度和丰富度空间分布特征研究

用巴拿马50 hm2森林动态监测样地内直径≥1 cm的树种资料,分析了该样地树种多度(个体数)和丰富度(物种数)及其方差和变异系数在6个取样尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,25 m×25 m,50 m×50 m,100 m×100 m)的变化规律.结果显示:(1)由于多度的可加性,不同取样尺度在样地内树种多度的变化表现出一致性;随取样尺度的增加,多度方差呈线性增加,而变异系数呈线性减小.(2)丰富度随取样尺度的变化较为复杂,随取样尺度的增加,丰富度方差呈非线性变化,在取样尺度为25 m×25 m时方差最大;变异系数随取样尺度的增加而呈线性减小.研究表明,大尺度的多度值可以由小尺度的多度值通过外推法估计,而丰富度却不能,在生物多样性的保护和管理中不能简单地从一个取样尺度的生物丰富度推测另一个取样尺度丰富度.     

长白山白桦林空间结构研究

于2006年在长白山建立了一个面积为5.2 hm2的次生白桦林永久样地,并对样地内的每株树木测量了坐标和胸径.运用混交度、大小比数和角尺度研究了该林分的空间结构.研究表明:该样地的平均混交度值为0.540,平均角尺度值为0.575.次生白桦林总体上处于中度混交水平,先锋树种和针叶树种的混交度高于其他类型的树种;次生演替的先锋树种在生长上处于优势,红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)等主要树种在该林分中处于劣态个体的比重高于先锋树种,槭属类植物处于劣态;次生白桦林总体上呈聚集分布格局.该林分的空间结构特点与所处的次生演替早期阶段和各个树种在林分中的地位、繁殖方式、更新策略以及采伐干扰等有关.     

整合电路理论的生态廊道及其重要性识别

景观连接度被认为是影响诸多生态过程的一个重要因素.基于最小累积阻力模型的最小成本路径识别方法可以有效识别异质性景观中的功能连接,已被广泛应用到景观的功能连接评价与生态廊道模拟的研究中.基于电路理论的连接度模型用电阻代替了图论中的边、用电阻距离代替成本距离,来衡量异质性景观的功能连接.本文以SIMMAP 2.0软件生成的模拟景观为对象,借助于Linkage Mapper工具和Circuitscape软件,探讨如何将最小累积阻力模型与基于电路理论的连接度模型相结合来识别生态廊道及其景观要素的相对重要性.结果表明: 两种模型在应用中各有优势,互为补充.最小成本路径方法可以有效识别栖息地之间的最小成本廊道,基于电路理论的连接度模型通过电流密度的计算可以有效识别对景观连接性有重要影响的景观要素和“夹点”地区,并且“夹点”的位置不受廊道宽度的影响,在廊道重要性识别研究中具有明显优势.该方法可为区域生态保护规划和生态廊道设计提供科学依据.     

东北地区春玉米气候适宜度模型

农作物生长是一个连续的动态过程,因而作物生长的最适宜气象指标也是连续变化的.据此,本文提出作物生长日可利用降水量的推算方法和气象指标时间插值算法,构建了日尺度气候适宜度模型,利用东北地区农业气象站的多年玉米观测资料进行检验.结果表明： 模型计算的气候适宜度与株高、百粒重存在显著正相关;在春玉米营养生长期间,气候适宜度与株高的相关系数(R²)在0.58以上;春玉米生殖生长期间,气候适宜度与春玉米百粒重的R²在0.45以上.本文建立的日尺度气候适宜度模型能客观地反映营养生长阶段及生殖生长阶段作物与气候条件的相互作用关系.