红树植物木榄种群高度结构的分形特征

 采用计测等值线分形维数的方法,探讨山口国家级红树林自然保护区内的木榄(Bruguiera gymnorrhiza)种群高度结构的特征。结果表明,木榄种群的高度结构具有分形的特征,其计盒维数介于1.61～1.90之间,信息维数介于1.63～1.84之间,分形维数的高低主要与幼树个体的数量、个体的集聚程度和高度层次结构的复杂程度等密切相关。计盒维数定量描述种群占据垂直空间的能力和程度,而信息维数揭示种群高度层次细节的尺度变化强度和个体高度分布的非均匀性程度。分析表明,等值线法能够有效地表征木榄种群高度结构的分     

川西丘陵区景观空间格局分析

采用分形维数、平均斑块面积、形状指数和伸张度分析了川西不同丘陵地貌区灌溉水田、一般旱地、果园、有林地和农村居民点斑块的空间格局特征,并用分形维数、平均斑块面积和Shannon-Weiner指数3种方法研究了浅丘、中丘和高丘的综合景观特征。结果表明,不同景观斑块在同一丘陵区内的格局特征不同,同一景观斑块在3种丘陵区的格局也有差异。浅丘、中丘和高丘的综合景观格局特点是随着地势起伏的增加、人类活动和土地利用强度的减弱,分形维数增加,从1.1865到1.3123;斑块平均面积则依次变小,从2.2204hm^2减少到1.2403hm^2。3种丘陵区的景观多样性指数分别为1.7199、1.9802和2.0898。     

天然黄山松种群格局的分形特征——计盒维数与信息维数

采用计盒维数和信息维数对屏南和寿宁不同群落的天然黄山松(Pinus taiwanensis)种群格局的分形特征进行比较分析.结果表明,天然黄山松种群格局具有分形特征,其计盒维数值在1.299 8～1.862 6之间,不同群落的大小次序为Q3>Q1>Q2>Q4>Q7>Q8>Q5>Q6;信息维数值在1.205 7～1.863 7之间,大小次序是Q3>Q1>Q2>Q4>Q8>Q7>Q5>Q6,屏南天然黄山松近纯林黄山松种群的计盒维数和信息维数均高于寿宁混交林,计盒维数定量描述种群占据水平空间的能力和程度,信息维数揭示种群格局强度的尺度变化及个体分布的非均匀程度,分形维数值的高低与群落环境、种群密度、种群在群落中的优势地位、个体的聚集程度及幼树个体数量等相关.黄山松种群格局分形维数随海拔呈现上下波动变化,1 250～1 270 m是更适生的海拔范围.此外,黄山松种群格局的分形特征存在一定的尺度范围,其拐点尺度是分形范围的下限尺度.     

长白山云冷杉针阔混交林天然更新空间分布格局及其异质性

2012年8月在长白山林区云冷杉针阔混交林中设置一块60 m×60 m典型更新样地,采用地统计学的半方差函数分析方法、分形维数和Kriging插值方法,分析林下天然更新幼苗幼树的空间分布格局及其异质性.结果表明:云冷杉针阔混交林更新层幼苗幼树以冷杉和色木槭为主,占更新总数的87.4%;样地中更新幼苗幼树呈聚集分布,聚集斑块最大半径为9.93 m;更新幼苗幼树之间具有很强的空间自相关性,其88.7%的变异由结构性因素(生物学、生态学特性和环境异质性)引起,11.3%的变异由随机性因素引起;更新幼苗幼树的空间分布表现出各向异性,南北方向上的分形维数最小,异质性最高,东北-西南方向上的分形维数最大,异质性最低;更新幼苗幼树树高比地径的空间异质性强;更新幼苗幼树地径和树高的空间自相关范围分别为29.97和31.86 m,随机因素和结构因素对其空间异质性的影响具有同等作用.     

建筑三维空间形态对地气能量动态、空气温度和相对湿度的影响

建筑对城市能量分配和微气候起着重要作用,探讨建筑三维空间形态与地气能量/微气候关系对气候适应性城市建设具有重大意义。基于ENVI-met的多情景模拟结果和增强回归树量化了建筑三维分形维数和三维形状指数对地气能量指标(净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量和潜热通量)、空气温度和空气相对湿度的影响。研究结果表明,建筑三维分形维数、三维形状指数与地气能量动态、空气温度和空气相对湿度存在非线性关系。白天,当三维分形维数高于2.4,或三维形状指数低于2.0时,随着三维分形维数或三维形状指数的增加,三维分形维数和三维形状指数与净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度呈现统计负相关。夜间,当三维分形维数高于2.4,三维分形维数与感热通量和空气温度呈现负相关;与土壤热通量和潜热通量呈现正相关。夜间,当三维形状指数小于2.0时,三维形状指数与空气温度、空气相对湿度呈现负相关。当三维形状指数在2.0—2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量呈现负相关;当三维形状指数高于2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量不存在统计关系。白天,建筑三维分形维数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热...     

森林景观格局分析及破碎化评价--以祁连山西水自然保护区为例

基于西水自然保护站2001年1：5万林相图,在地理信息系统软件ArcGIS和景观结构分析软件Fragstats(栅格版)支持下,从景观总体特征、斑块面积、斑块周长、斑块数和分形维数等角度对其景观格局和破碎化程度进行了分析和评价。结果表明,各景观组分中草地面积最大。保持得较为完整;杨类、白桦软阔类、针阔混交林、疏林地、农田和未成林地面积小。呈零散分布;青海云杉林的面积和周长较大,但其边界密度大,显示出较高的破碎化程度。各景观组分的分形维数均较低,远离于2,更趋向于1,表明各景观类型的边界褶皱程度均较低,整个景观的边界形状较为简单。     

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。     

高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区干扰斑块空间分布格局与演替规律

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是两种在高寒草甸广泛分布的小型哺乳动物,其暴发活动可能造成高寒草甸的严重退化。使用无人机分别拍摄典型的高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区图像,解译高原鼠兔洞口、高原鼢鼠土丘和它们的干扰斑块,获得干扰斑块的周长和面积信息,计算干扰斑块形状指标,确定高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动对高寒草甸的影响。研究表明：(1)高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动形成的干扰斑块周长与面积比(PARA)、形状指数(SHAPE)和分形维数(FRAC)差异显著(P<0.05),其中高原鼢鼠斑块的FRAC是1.0124±0.0091,属于普通的规则几何圆形分布格局,高原鼠兔斑块的FRAC是1.1203±0.0546,属于分形几何不规则的分布格局。(2)高原鼠兔洞口数量与其斑块面积没有线性相关关系(P=0.9677),高原鼢鼠土丘数量与其斑块面积呈显著正相关(P<0.05)。(3)高原鼢鼠斑块面积统计学上呈长尾分布,不符合正态分布(P<0.01)。根据高原鼠兔斑块面积分布格局可将斑块演替分为三个阶段：土丘形成阶段、斑块连通...     

三江平原残存湿地斑块特征及其对物种多样性的影响

景观破碎化是当前一个突出的生态学问题,破碎斑块的大小和形状特征对物种多样性具有重要影响。选取三江平原别拉洪河流域为研究区,通过调查残存湿地斑块的面积、形状和植物物种丰富度,利用相关分析和回归分析等方法研究了残存湿地斑块特征及其对物种多样性的影响。研究结果表明:在强烈的人为活动干扰下,三江平原湿地破碎化严重,残存湿地斑块面积较小,斑块形状规则、边界简单。斑块形状指数、分维数、形状特征点数和斑块面积、物种丰富度均没有显著相关关系,而斑块面积、周长和周长面积比对物种丰富度具有显著影响。但是斑块周长和周长面积比均受面积的直接影响,所以斑块面积是决定物种丰富度的主要因素,这点需在湿地生物多样性保护中予以重视。虽然斑块形状特征点数是农业景观物种丰富度的一个很好预测指标,但是该指标不适用于形状规则的残存湿地斑块物种丰富度预测。另外,对于残存湿地斑块种-面积关系的机理还有待进一步研究。     

桂花叶片的分形特征

提供了一种叶片分形维数的测定方法,并用其测定了桂花(Osmanthus fragrans Lour)的叶片分形维数。通过分析发现：(1)桂花叶片具有典型的分形特征并且这种分形特征可以用分形理论的一般方法加以研究;(2)同一株桂花树的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数;(3)对于桂花这个物种的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数。由此推测同一种植物的成熟叶片(或者其他构件)具有相同分形维数。最后提出创建植物分形分类学的设想。     

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。     

恢复演替中草地斑块动态及尺度转换分析

研究了９ａ草地恢复油潜系列中斑块边界形状和斑块面积分布动态,并进行了凡度转换分析。獐茅斑块的边界分维数和斑块化指数最高,羊草斑块的较低,碱蓬斑块的斑块化指数略小于羊草斑块,边界分维数大于洋草斑块。共他类型斑块的两种指数基本上介于獐茅斑块之间,斑块化指数的年限变动滞后于斑块边界分维数,斑块边发维数在整个试验的尺度范围内符合同一自相似规律,斑块的面积分布格局在不同的尺度上有不同的自相似规律。     

The Fractal Dimension as a Measure of the Quality of Habitats

Habitat fragmentation produces isolated patches characterized by increased edge effects from an originally continuous habitat. The shapes of these patches often show a high degree of irregularity: their shapes deviate significantly from regular geometrical shapes such as rectangular and elliptical ones. In fractal theory, the geometry of patches created by a common landscape transformation process should be statistically similar, i.e. their fractal dimensions and their form factors should be equal. In this paper, we analyze 49 woodlot fragments ( Pinus sylvestris L. ) in the Belgian Kempen region to study the direct relationship between a transformation process and the concomitant patch geometry. Although the fractal dimension of the woodlots is scattered (i.e. they are not statistically similar), the perimeter-area relation of the fragments is characterized by a single, 'dimension-like' exponent. This exponent suggests a certain shape homogeneity among the patches, which is confirmed by the absence of hierarchical levels associated with sharp increases of the fractal dimension at scale transitions. The interaction of different natural (soil factor, vegetation type) and anthropogenic (afforestation, urbanization) processes during patch development is assumed to have generated this feature. Comparison of the area and perimeter fractal dimension with an ecological index for habitat quality, the interior-to-edge ratio, shows that the fractal dimension is suitable for predicting interior habitat presence, which is more likely for patches with smooth perimeters and compact areas. The ratio of the area to the perimeter fractal dimension confirms this observation, with high values for high interior-to-edge ratios, characteristic for regularly shaped patches.     

北京地区植被景观中斑块形状的指数分析

选取４个斑块形状指数（斑块的击长面积比ＳＩ１、斑块周长与等面积的圆周长之比ＳＩ２和身份个斑块分维ＳＩ３和ＳＩ４）并借助ＧＩＳ软件ＡＲＣ／ＩＮＦＯ对北京地区植被景观中的斑块形状进行分析,又地这四个形状指数进行 ｅａｒｓｏｎ相关分析和Ｓｐｅａｒｍａｎ秋相关分析,结果表明,ＳＩ１与ＳＩ４,ＳＩ２与ＳＩ３两两之间均呈显著的正的秩相关,ＳＩ１与ＳＩ２,ＳＩ２与ＳＩ４,ＳＩ３与ＳＩ４两两之间于垢负和秩相关。因     

基于RS和GIS的开封市土地覆盖分形

以RS和GIS为技术手段,利用开封市0.61m空间分辨率的QuickBird卫星遥感数据,采用分形几何方法研究了斑块的面积效应和覆盖类型分形的关系,并对覆盖类型的分形特征差异等进行了分析。结果表明,开封市防护林地和农田的平均斑块面积较大,分维数也较大,而水体的分维数较小,说明防护林和农田斑块的边界结构特征比水体更为复杂。斑块的分维值具有尺度依赖性,同一类型中大的斑块往往具有较大的分维值,其原因是大斑块经常出现不同类型的斑块相互嵌套,小斑块则很少出现甚至不出现这种现象。     

南京市城乡交错带景观格局研究

依据景观生态学理论,选取典型样区,在遥感和地理信息系统的支持下。分析了南京市城乡交错带的景观生态特征．结果表明。东部样区以景观多样性、优势度和破碎度较低为基本特征。林地等自然嵌块体的面积和平均周长较大,而平均分维数、平均伸长指数和分离度较低,菜地和水田嵌块体的平均面积也高于南部样区;南部样区景观多样性及优势度高,嵌块体数目多,景观破碎化较严重。居民点及工矿用地和水域的密度高、总面积及周长大。居民点及工矿用地和道路的平均面积也较高．探讨了两个样区嵌块体面积与分维数、嵌块体数目之间的关系,指出城乡交错带不同类型嵌块体景观特征及生态意义．