运用Monte Carlo模拟方法评价林木转化分析法

使用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation)方法来评价了林木非平衡单因素随机区组试验资料转化前后的分析效果.为了减少工作量,并使研究结果具有普遍性,采用了5个试验,单因素RCB设计,将多株小区转化成单株小区,研究转化分析法的统计学基础.评价非平衡试验资料转化前后分析法优劣的指标有,(1)有无负的方差分量;(2)参数的偏性,偏性的显著性和均方误大小;(3)试验资料的转化对家系遗传力和单株遗传力估计值大小和误差的影响.经过比较分析发现t(1)转化分析法可以消灭负的方差分量;(2)在参数的偏性、偏性的显著性和均方误大小方面,试验I至III的结果是一致的,除了未转化的资料Vb偏差达到显著水平外,其它参数间的偏差不显著;所有参数的均方误都是未转化的资料大;(3)对试验资料进行转化,有利于提高提高遗传力的大小,降低参数的误差.由于林木造林试验多采用4-8株小区,所以可以得出结论;转化分析法都要优于原模型分析法.建议在林木遗传育种实践中采用转化分析法来处理非平衡试验资料.     

收敛交叉映射方法及其在生态学中的应用

收敛交叉映射(CCM)是一种分析非线性系统中时间序列变量间因果关系的方法.其不同于传统的线性系统分析方法,是通过对变量进行状态空间重构来获取变量的历史信息,随着时间序列不断增长,当其估计性能呈现收敛的性质时,可以判断因果关系的存在.本文介绍了CCM的发展史及其较传统的格兰杰因果检验的优点,详细阐明了CCM的原理、算法过...     

植物功能型研究方法在生态系统模型中的应用

植物功能型(PFTs)是研究不同时空尺度上植被与全球变化之间关系的新方法,被广泛应用于植物生态学模型研究领域.本文介绍了植物功能型的概念由来以及与生活型(life form)、功能团(guild)、生物群区(biome)的区别和联系,总结了植物功能型的5种常见的划分标准,并将近半个世纪以来植物功能型研究方法在生态模型中...     

土壤有机碳分组方法及其在农田生态系统研究中的应用

农田土壤有机碳成分复杂,活性有机碳对管理措施具有敏感性,而惰性有机碳具有固碳作用.碳分组技术主要包括物理技术、化学技术和生物学技术.物理分组的依据是密度、粒径大小和空间分布,可分离出有机碳的活性组分和惰性组分.化学分组基于土壤有机碳在各种提取剂中的溶解性、水解性和化学反应性从而分离出各种组分:溶解性有机碳是生物可代谢有机碳,包括有机酸、酚类和糖类等;酸水解方法可将有机碳分成活性和惰性成分;利用KMnO4模拟酶氧化可分离出活性碳和非活性碳.利用生物技术可测定出微生物生物量碳和潜在可矿化碳.在不同农田管理措施下,有机碳组分的化学组成和库容会发生不同变化,对土壤有机碳沉积速率产生不同影响.为了探明土壤有机碳组分与碳沉积之间的定性或定量关系,今后应该加强对各种分组方法的标准化研究,探索不同分组方法的整合应用,针对不同农田管理措施,总结出适合的有机碳分组方法或联合分组方法.     

灰色系统理论及其方法在森林生态系统研究中的应用

一、关子灰色系统理论自1982年,我国学者邓聚龙教授提出灰色系统理论以来,它在农业区划、粮食预测、灾变预测、生态系统开发与控制、水利、气象等方面已给人们带来了满意的结果,同时,理论方法自身也得到了不断的发展和完善。灰色系统理论,从发展来看,应是黑箱、灰箱到灰色系统。1945年,维纳的ClosedBox和艾什比的Black Box都是用来定义内部结构、特性、参数全部未知,只好从对象外部,从对象直接的直观的因果关系,输出、输     

生态系统健康评价方法在退化梭梭群落分析中的应用

健康序列评价指标的确定是健康序列分析的关键.本文运用模糊判别方法对民勤沙区梭梭群落的健康状况进行了判别分析,建立的退化植物群落健康评价指标体系包括了植物的状态指标、病态指标、多样性指标和自然更新能力指标等4个方面,分析结果较好地反映了不同群落的健康状况,且反映了优势种植物和伴生植物与群落健康序列的关系.一般来说,对于多个研究对象的健康状况进行比较排序要比只对一个研究对象的健康状况做出评价容易得多.对于荒漠植物群落应该分别乔木、灌木和草本植物进行一级判别和二级判别,对二级判别则必须进行灵敏度分析.     

生态系统突变及其在寒旱区生态系统管理中的应用展望

生态系统突变是指生态系统在受到超过临界值的干扰后,系统由一种状态急剧变为另一种状态的过程。尽管寒旱区常见的土地沙漠化、草地退化属于渐变过程,但当干扰持续时间或干扰强度超过一定阈值时也可能发生突变。研究生态系统突变对寒旱区生态系统管理具有重要意义。本文综述了生态系统突变的内涵演变及预警研究的进展,分析了寒旱区常见的土地沙漠化和草地退化的问题,阐明了系统状态对不同胁迫的多种响应方式,提出了针对干旱荒漠区雨养人工固沙系统和高寒草甸演变过程及突变特点的研究框架。最后指出,未来需要甄别生态系统突变不同阶段的关键驱动因素,并确定相应阈值;重视极端气候事件诱发的水分限制型突变的发生机制和预警;推动突变研究成果在寒旱区生态系统管理中的应用。     

最大概率原理在农田生态系统中的应用

最大概率原理在农田生态系统中的应用姚建民（山西省农科院农业资源综合考察研究所,太原０３０００６）马蓉丽（山西省农科院蔬菜研究所,太原０３０００６）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭａｘｉｍｕｍＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＰｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎＦａｒｍｌａｎｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍ￥．ＹａｏＪｉａｎｍｉｎ（ＩｎｓｌｉｌｕｔｅｆｏｒＣｏｍ－ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＳｕｒｖｅｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ,ＳｈａｎｘｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ,Ｔａｉｙｕａｎ０３０００６）,ＭａＲｏｎｇｌｉ（ＩｎｓｌｉｔｕｔｅｏｆＶｅｇｅｔａｂｌｅＲｅｓｅａｒｃｇｈ,ＳｈａｎｘｉＡｃａｄｅｍｙｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ,Ｔａｉｙｕａｎ（０３０００６）．Ｃｈｉｎｅｓｅ,ＪｐｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（４）：５８－６０．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｘｉｍｕｍｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｐｒｉｎｃｉｐｌｅ,ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓｏｕｔｓｏｍｅｅｓ－ｓｅｎｔｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｎｅｅｄｅｄｆｏｒａｐｐｌｙｉｎｇｔｈ     

生物标志物及其在生态系统研究中的应用

生物标志物是环境和地质体中记载着原始生物母质分子结构信息的有机化合物, 其含量可以指征特定生物来源对天然有机质的相对贡献, 其组成和同位素信息还可以记录有机质的转化及环境信息。与传统元素及组分分析相比, 生物标志物为研究天然有机质的来源、动态变化和转化特征提供了具有高度专一性和灵敏度的工具, 因此, 近年来被广泛地应用于生态学和生物地球化学研究中。特别是, 与生态系统观测以及控制实验相结合, 生物标志物在揭示微生物的活性与碳源变化、土壤有机碳的稳定机制及其对全球变化的响应等方面显示了广阔的应用前景。近些年开发的生物标志物单体同位素分析也在生态系统碳氮周转与食物网研究等方面显示了巨大的研究潜力。基于此, 该文综述了生态系统研究中常用的生物标志物的种类、分析方法和应用方向, 总结了生物标志物研究目前存在的问题, 并对未来的研究方向进行了展望, 旨在为使用生物标志物的生态学和环境科学研究者提供参考。     

镁同位素在森林生态系统研究中的应用

镁元素是常量元素之一,也是生物维持生命活动的重要物质之一。含镁矿物的风化产物经河流输送到达海洋,并在此过程参与生态系统的物质循环,最终通过碳酸盐沉淀重新成岩,这一过程与全球的碳循环密切相关。近年来,随着非传统金属同位素体系的不断完善,以及MC-ICP-MS(多接收器电感耦合等离子质谱仪)的使用,镁同位素的测试精度与便利程度都有提升,镁同位素因为其广泛参与化学风化过程以及与生命活动密切相关,从而成为示踪表生环境中物质来源与各类生物地球化学过程的有效工具。因此,研究镁同位素在各类生态系统中的组成特征与分馏机理,可以帮助我们了解生态系统内发生的各类地球化学过程,进而探寻全球物质循环与气候变化规律。本文系统阐述了森林生态系统中各组分镁同位素的组成和分馏的影响因素,提出了目前森林生态系统研究存在的问题,并基于现有研究成果对未来森林生态系统中镁同位素的研究方向进行了探讨。     

熵理论在生态系统稳定性研究中的应用

本文从李亚普诺夫（Lyapounov）的稳定性原理出发,运用最小熵和超熵理论分析了线性非平衡态和远离平衡态生态系统的稳定性,并给出了相应的稳定性判据。以完善和促进生态系统稳定性研究的理论水平。     

情景分析及其在生态系统研究中的应用

生态系统是一种具有多稳态机制、自适应的复杂系统,其未来往往难以准确预测。情景分析方法针对影响系统的关键不确定性,通过对系统发展的几种可能性进行探索而构建一组不同的未来景象,改变现有心理模型,激发广泛参与,提高决策有效性。近年来,情景分析方法在生态系统研究中得到了越来越多的关注。本文阐述了情景及情景分析的概念及其发展,介绍了两种典型的情景分析步骤,分析了情景分析与传统生态预测方法的区别及其优越性,回顾了情景分析在生态系统研究中应用的经典案例,最后对情景分析其方法本身的发展和在生态系统中的应用进行了总结和展望。     

生物标志物及其在生态系统研究中的应用

生物标志物是环境和地质体中记载着原始生物母质分子结构信息的有机化合物,其含量可以指征特定生物来源对天然有机质的相对贡献,其组成和同位素信息还可以记录有机质的转化及环境信息。与传统元素及组分分析相比,生物标志物为研究天然有机质的来源、动态变化和转化特征提供了具有高度专一性和灵敏度的工具,因此,近年来被广泛地应用于生态学和生物地球化学研究中。特别是,与生态系统观测以及控制实验相结合,生物标志物在揭示微生物的活性与碳源变化、土壤有机碳的稳定机制及其对全球变化的响应等方面显示了广阔的应用前景。近些年开发的生物标志物单体同位素分析也在生态系统碳氮周转与食物网研究等方面显示了巨大的研究潜力。基于此,该文综述了生态系统研究中常用的生物标志物的种类、分析方法和应用方向,总结了生物标志物研究目前存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为使用生物标志物的生态学和环境科学研究者提供参考。     

Gizmos软件在高中生态系统教学中的应用研究

新课程改革遵循"以学生发展为本"的理念,大力倡导建立自主、合作、探究的学习方式。中学生物课程中的生态系统是一个抽象、复杂的系统,而且其变化过程在短时间内很难模拟或演示。Gizmos是一款在线模拟软件,它给高中生提供了一个可以模拟演示生态系统的平台。本文研究了在生物教学中运用Gizmos软件来模拟生态系统的具体操作流程及策略,并探讨了软件在应用中的优势和局限。     

稳定同位素在滨海湿地生态系统研究中的应用现状与前景

滨海湿地生态系统位于海陆交错地区,具有独特的生态系统特征、很高的服务功能和巨大的资源潜力,但同时也受到人为活动的严峻威胁.作为天然示踪物的稳定同位素为研究滨海湿地生态环境问题提供了重要手段.本文着重探讨了稳定同位素在滨海湿地动物食物源和食物网结构、滨海植物水分来源和利用效率、环境污染和生物入侵等全球变化对滨海湿地结构和功能的影响等方面的应用,指出了当前应用中存在的不足,如食物网研究中样品处理方式和富集度的确定,水分来源研究中水分抽提方法和仪器选择等,展望了稳定同位素在滨海湿地生态系统修复评价以及碳循环和温室气体排放研究中的应用前景.     

三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

稳定同位素技术在水域生态系统研究中的应用

稳定同位素作为一种天然的示踪物,应用十分广泛,其在水域生态学中的应用也日益受到重视。生物同位素组成总是与其食物同位素组成相一致,能随食物的改变而相应地发生改变,是生物生存状况的理想指示物,为水域生态系统食物网结构与功能、物质流与能量流的研究提供了有力的技术支撑。在综评稳定同位素技术原理与方法的基础上,较为详细地对其应用于水域生态研究的理论基础与进展进行了总结。该方法的应用以水域中生产者同位素组成差异为前提,主要涉及确定食物来源、食物的贡献比例、营养级的确定、食物网结构的构建及鱼类等水生生物的洄游及迁移路线等方面,这些研究对了解生态系统的动态变化与外界环境对其影响具有重要意义。并对我国此类研究的前景和存在问题进行了探讨。     

环境DNA及其在水生生态系统保护中的应用

环境DNA(environmental DNA,e DNA)是指可以从环境样品(如水、土壤、空气、冰芯等)中直接提取到的DNA片段总和。e DNA技术是在确定调查物种或种群的特异性基因识别片段的基础上,利用各种分子手段检测从环境介质中所提取e DNA包含识别片段的情况,进而确定取样环境中生物的分布状况,包括e DNA获取、e DNA分析和结果分析3个阶段,是近年来新出现的一种生物调查方法。与传统方法相比,e DNA技术具有灵敏度高、省时省力、对调查对象无损伤等优点,不要求调查者具有传统的生物识别及鉴定经验。目前e DNA技术已被应用于目标物种(如入侵物种、濒危物种及其他稀有物种)\"有无\"的检测、生物量的估测、水体生物多样性的调查等,在水生生态系统的保护中具有广泛的应用前景,但目前仅在少数发达国家展开应用,亟待进一步推广。目前研究者们所用的e DNA方法各不相同,有待对现有方法进行完善并建立技术标准;作为一种调查方法,其时间及空间精确度有待进一步评价;利用e DNA技术估测生物量的准确度还较低,建议首先提高对e DNA产生与降解动力学的认识,再进一步寻求提高其准确度的方法。