基于MaxEnt模型的北极村国家级自然保护区紫貂栖息地适宜性评价

在人类支配的景观中,生境退化已经导致多个物种种群数量不断减少,分布范围不断缩减。紫貂（Martes zibellina）为国家Ⅰ级重点保护动物,种群数量稀少,开展栖息地适宜性研究工作对制定科学的栖息地保护计划至关重要。于2021年1月-2022年8月在黑龙江省北极村国家级自然保护区采用样线调查法、足迹链跟踪、远红外相机监测综合收集到紫貂和猎物（雪兔）活动点信息。利用最大熵（MaxEnt）栖息地建模分析方法,首次在多个分辨率尺度背景下对紫貂种群的栖息地适宜性进行评价,研究结果表明：（1）利用ArcGIS 10.4重采样后在6个分辨率尺度（30m、60m、120m、240m、480m、960m）进行栖息地建模分析,基于主要栖息地变量因子对模型的贡献率及稳定性影响,并综合考虑研究区域面积,最终选定30m分辨率尺度作为紫貂栖息地最佳分析建模尺度,在30m分辨率尺度栖息地预测模型的曲线下面积（AUC）值为0.881;（2）研究发现猎物资源、植被类型和地形变量是影响紫貂栖息地适宜性的主要变量因子：雪兔出现概率较高、距草地与河流较近、海拔约400-600m、距常绿针叶林1.5km、距落叶针叶林约200m、坡向为50-250°的区域为紫貂的适宜栖息地;（3）栖息地适宜性分析表明,北极村国家级自然保护区紫貂适宜栖息地和次适宜栖息地面积共计23.66km²,约占保护区的17.2%,主要集中在保护区中部,而东部和西北部区域,栖息地破碎化较严重。基于模型结果与野外调查,提出了三条建议：（1）应严格控制人为活动,避免因人类干扰造成不适宜栖息地面积的持续扩大;（2）建立生态廊道促进保护区西部与中部紫貂种群进行个体交流,降低紫貂种群局部区域灭绝概率;（3）对东部地区破碎化的栖息地进行修复,扩大东部适宜栖息地面积,使破碎化的栖息地连接为整体。为分布于我国最北端的紫貂种群恢复创造条件,这对于构建该地区相对稳定的生物多样性保护空间格局有着重要意义。     

凉水保护区红松与主要伴生树种的空间关系

空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程。利用移动窗口法对凉水自然保护区10.4 hm²样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研究,并进行多尺度比较,得到不同尺度下不同径级红松与主要伴生树种个体的空间关系特征。研究结果表明:(1)红松与伴生树种的相互关系复杂多样,多种相互关系并存,表现出阔叶红松林群落结构的复杂性与稳定性。大径级红松压制同径级伴生树种,二者呈极显著负相关,但其对小径级伴生树种有庇荫作用,二者呈极显著正相关。(2)红松与主要伴生树种的相互关系在不同尺度、径级上均有极显著差异。尺度越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越小;伴生树种的径级越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越大。(3)红松与伴生树种的相关性具有尺度特征,主要表现在大尺度(≥60 m)范围上,在小尺度(＜60 m)上相关性较弱。红松与伴生树种在相同径级与不同径级的结合方式上表现出不同的空间关系。同径级的红松与伴生树的种间关系多表现为负相关,不同径级的红松与伴生树种种间关系多表现为正相关。(4)以种间关系确定样方最小面积,凉水保护区临界样地面积为60 m×60 m。该研究集中于不同尺度下不同径级的红松与伴生树种的种间关系,解释优势种红松与伴生树种在森林的空间关系以及群落结构特征,为东北地区阔叶红松林的森林管理提供参考意见。     

黄河三角洲横向水文结构连结空间尺度变异性分析

水文连通是影响滨海湿地生态和水文过程的基础要素之一。引入无标度网络模型改进已有横向静态水文连通参数化方法,将其应用于较大尺度(100 hm²)量化黄河三角洲滨海湿地的水文连通,并结合已有研究结果分析3个尺度(1 m²,100 m²和100 hm²)水文连通的空间变异性。研究结果显示,潮间区和生态补水区的水文连通较强,3个尺度的空间变异性主要来自于水文连通指数较高的样点;盐沼区和河滨区相对较弱,空间变异性主要来自于水文连通指数较小的样点,且大尺度水文连通空间变异性相对中尺度和小尺度更高。小尺度和中尺度方法描述了一个样地与周边较小范围的空间区域土壤水分连通状况,在大的潮汐或补水条件下不同区域各个样地倾向于保持一致;而大尺度方法则侧重于描述区域内的水文过程,这是导致尺度差异的根本原因。     

基于多源新数据的城市绿地多尺度评价：针对中国主要城市的探索

城市绿地的科学评价为绿地规划及管理提供数据支撑，对建设可持续发展的健康城市有着重要的作用。本文提出在新数据环境下对城市绿地建立形态、品质、活力及服务水平等方面的评估指标体系，并且在“大模型”的理论基础上，对中国287个地级及以上城市中心城范围内的绿地进行多尺度的评估，同时选取遵义进行城市绿地品质和活力的案例研究。研究解决了城市绿地空间数据的提取、城市中心城范围的界定等关键问题，使城市绿地的评估更具客观性、统一性和可比性。结果表明：在绿地斑块尺度，中国城市绿地整体紧凑度较高，且多数绿地分布在市中心附近。在城市尺度，中国城市平均绿地服务水平为57.45%，其中副省级城市绿地服务水平普遍较高，地级市最低。本文分析得出中国区域城市绿地格局的不足与问题，以期为未来城市绿地的建设提供参考。     

关于种群空间格局分析方法的研究

本文导出了一组基于两个最近个体距离Xs和Xt的空间格局非随机性检验量Cs,t,并通过模拟研究，将它们与Holgate的指标H以及Pielou的指标a进行比较，最后将其应用于两个天然林分的格局分析。结果表明，统计量 C1，t(t=2,3,4)的检测功效高于H而低于a，但Cs,t与总体密度参数无关，比a更具有实有性。     

中国北方林生产力变化趋势及其影响因子分析

森林生产力是反映森林固碳能力的重要指标,是进行碳循环研究的重要环节。用模拟生态系统生物地球化学循环的CENTURY模型,模拟中国北方林(兴安落叶松林)近35a来的生产力动态,用3种趋势分析方法,检验了其变化趋势,并用多元线性回归模型分析了中国北方林生产力的年际波动与气温降水年际波动的关系,以及气温和降水对我国北方林生产力的影响程度。结果表明：中国北方林生产力呈增加的趋势,平均年增长率为0．34％;气温与森林生产力呈显著负相关,对森林生产力的贡献因子为4．0977;降水与森林生产力呈弱的正相关,其对森林生产力的贡献因子为0．3902。从而说明近35a来森林生产力的增加除了受气温降水等非生物因素的影响外,还受其它因素的影响;另外说明以气候变暖为标志的全球变化会对森林生产力产生重要的影响。     

基于多小波的胃癌病理细胞图像边缘检测与分析

对胃癌细胞图像的多尺度小波变换边缘检测进行了研究,为医生运用现代信息理论的方法进行相关疾病诊断提供了一种新的思路和途径。提出了多尺度小波边缘检测的新方法,归纳了改善小波边缘检测效果的一些策略。实验结果表明,对于具有复杂纹理的医学病理细胞图像,采用传统的边缘检测方法会产生伪边缘和方向性误差,它影响了图像边缘检测的可信度;而运用小波变换的时频尺度特性和对奇异变化的优良检测性能,可得到无噪声污染的图像实际边缘。     

大兴安岭次生林空间分布格局及其尺度效应

研究大兴安岭落叶松林、白桦林和落叶松+白桦混交林3种次生林中,不同树种(落叶松、白桦和其他)和不同大小级(Ⅰ～Ⅴ级)树木的空间分布格局及其尺度效应。结果表明:3个林型中,仅落叶松林的更新数量达到良好状态,其余2种林型均为更新不良;各林型中,更新层幼苗、幼树的数量组成均与乔木层存在显著差异,且各林型中树木的直径(落叶松林和落叶松+白桦混交林除外)和树高分布也不够合理,3个林型均属于不稳定群落。各林型内林木空间分布整体以聚集分布为主,但方差/均值比率、负二项指数、Green指数、平均拥挤度和Morisita指数5个判别指数随尺度的变化显著不同,并以线性递增(40%)、幂函数递增(22%)和负二次多项式(20%)趋势为主。Ⅰ～Ⅲ级的更新层林木在不同尺度上以聚集分布为主,而乔木层(Ⅳ～Ⅴ级)在多种分布格局间波动,其对尺度的响应同样以线性递增(44%)、幂函数递增(15%)和负二次多项式(12%)为主。同一林型和取样尺度下,林木空间聚集程度整体随着林木大小级的增加呈线性下降趋势。各林型中,非优势树种的种群格局规模往往大于优势树种,而更新层林木空间格局规模大于乔木层。     

城市化景观格局对本土植物多样性的多尺度影响——以北京市顺义区为例

景观格局对植物多样性的影响已经在很多研究中得到了验证,但有关城市景观的影响仍然知之甚少。为了探究城市化景观格局对植物多样性的影响及其尺度效应,本研究在北京市顺义区调查了105个样地,计算每个样地的α和β多样性指数;并以100 m为步长,分析了100～1000 m范围内的10个尺度43个城市的景观格局指数。结果表明: 在所有尺度上,城市景观面积指数、核心类指数和边缘指数与本土植物多样性均呈负相关;形状复杂性指数在小尺度内有利于植物多样性,而面积加权复杂性指数则在较大尺度上影响明显。其他指数如城市斑块的连接性、邻近性、内聚性、破碎性和散布并列指数与本土植物多样性之间的关系轻微且不稳定。城市化强度与尺度呈负相关,与各个尺度的植物多样性呈负相关。合理将城市区域分为许多边缘简单的小斑块,能够更好地保护本土植物多样性。该研究提出了保护城市植物多样性的景观格局建议,为生态城市建设提供参考。     

鄂西南亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种多度分布格局

基于七姊妹山自然保护区内6 hm~2监测样地多度数据,通过累计经验分布曲线(ECDF)表征该样地内不同生活型功能群的物种-多度分布格局,并采用6种模型对各功能群不同取样尺度物种等级-多度曲线进行拟合并检验其拟合效果,分析多度格局与模型拟合在不同尺度间的差异,探讨其背后的生态学过程与机制。结果表明:(1)各尺度下落叶种比常绿种的物种数多,物种多样性指数更大,但个体数相对较少;不同功能群稀有种比例排序为:落叶种所有种常绿种。(2)6种模型中的断棍模型的拟合效果较差;中大尺度(50 m×50 m、100 m×100 m)上不同生活型树种多度分布能接受的模型较少,除大尺度的常绿树种外,拟合最优模型均为对数正态分布模型,大尺度的常绿树种拟合最优模型为中性模型;小尺度上(20 m×20 m)常绿树种的最优模型为对数正态分布模型,落叶树种最优模型为生态位优先模型,所有树种在小尺度最优模型为Zipf-Mandelbrot模型。研究认为,随着尺度逐渐扩大,中性过程较生态位过程对物种-多度格局的解释力度更大,落叶树种物种多度格局的形成机制较常绿树种更接近于样地所有树种物种-多度格局的形成机制。