北京东灵山地区植物群落多样性的研究 Ⅳ.样本大小对多样性测度的影响

利用盖度和重要值两个多度指标对北京东灵山地区小龙门林场的５个植物群落进行了研究,以考察样本大小（即样方数量）对多样性测度的影响,并设计了３种方法来确定临界样方数量（即多样性测度趋于稳定时的样方数量）。结果表明,用盖度和重要值作为多度指标进行植物群落多样性的研究是合适的,并且得出的结果也是一致的;当取比例因子ｋ１＝０．２时,计算临界样方数量的第二种方法与直观判断比较吻合;丰富度指数不太稳定,临界样方数量在２０以上（样方面积为５ｍ×５ｍ）;多样性指数Ｄ１最稳定,只需少数几个样方就达到稳定状态,多样性指数ＯＤ最不稳定;均匀度指数Ｊｇｉ也比较稳定,也只需几个样方就达到稳定状态;３个丰富度指数间有确定性关系：Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３;在各指数达到稳定状态以后,甚至在少数几个样方之后就有ＯＤ＞ＨＰ＞Ｄ＞Ｄ１＞ＤＭ,Ｊｇｉ＞Ｊｓｗ＜＞Ｅａ＞Ｅｓ＞Ｅｈ,其中“＜＞”表示不确定,对乔木层有Ｅａ＞Ｊｓｗ,对草本层有Ｊｓｗ＞Ｅａ,除第３个样地外,对其它４个样地的灌木层也有Ｊｓｗ＞Ｅａ;在大多数情况下,各指数都有或近似地有：草木层＞灌木层＞乔木层。     

生态斑块重要性综合评价方法研究——以四川省为例

生态斑块为生物提供生存和发展的场所,城市化的推进引发生态斑块面积锐减且趋于破碎化,严重威胁生态系统服务。通过对生态斑块重要性的分析,可识别对保持景观连接度有关键作用的区域,是优化有限资金配置、实现高效生态保护和分级管理的有效途径。以2015年的四川省为例,从景观连接度出发,基于网络建模和拓扑指标计算,结合逼近理想点排序法(TOPSIS)和有序样品聚类进行了斑块重要性的综合评估和排序。研究结果表明,四川省内生态斑块呈现西北部相对连续,南部和东部零散而稀疏的分布特点,在此基础上构建的生态基础设施网络具有无标度性;所选拓扑指标结合综合评价方法后可有效评估斑块重要性,所有斑块可分为5个重要性层级,高层级斑块主要位于相对核心的位置,低层级斑块分布于全省边缘。针对不同层级斑块的特点提出了相应规划建议,从整体角度出发引导局部生态规划,以期为有限资源下省域尺度复合种群保护工作提供参考与借鉴。     

森林植物多样性、树种重要值与土壤理化性质对球囊霉素相关土壤蛋白的影响

球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein, GRSP)在土壤物理结构调节和土壤碳库稳定性中发挥着重要作用,但植物多样性和优势种如何影响GRSP还缺乏系统性研究。本研究依托东北林业大学哈尔滨实验林场的72块样地, 对1 m深土壤剖面分5层采样, 测定土壤易提取球囊霉素(easily extractable GRSP, EEG)、总提取球囊霉素(total GRSP, TG)及土壤理化性质, 并同时计算植物多样性指数及优势种重要值(importance value, IV), 进一步通过相关分析和冗余排序分析判断影响GRSP的主要因素与贡献。结果表明: (1)在整个土壤剖面上均表现为TG和EEG与土壤有机碳(SOC)正相关, 在部分土层深度与全氮(total nitrogen, TN)和含水量(moisture content, MC)正相关, 而与电导率(electrical conductivity, EC)和pH值负相关。(2)部分土层TG和EEG与黑皮油松(Pinus tabuliformis var. mukdensis)、樟子松(P. sylvestris var. mongolica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄檗(Phellodendron amurense)、榆树(Ulmus pumila)优势种重要值显著相关, 表现为黑皮油松重要值越高, 而黄檗、榆树重要值越小, 越有利于EEG的积累, 并且伴随EEG-C/SOC (EEG中C占SOC比例)增加、EEG/TG增大; 群落中胡桃楸、黄檗、榆树更有利于TG积累, 黑皮油松、落叶松(Larix gmelinii)、樟子松不利于TG的积累。(3)植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数、物种丰富度与EEG、TG、EEG/TG无显著相关性, 而与EEG-C/SOC、EEG-N/TN (EEG中N占TN的比例)、TG-C/SOC (TG中C占SOC比例)、TG-N/TN (TG中N占TN的比例)显著负相关; 土壤EEG/TG和EEG-N/TN与植物均匀度指数显著正相关, 在1 m土壤不同土层趋势类似。(4)方差分解分析表明: 生物因子对GRSP变化的解释率是20.2%, 土壤理化因子解释率为7.8%, 而生物因子中植物优势种重要值的解释率最大(16.4%), 而植物物种多样性指数解释率仅为0.4%。冗余排序发现常绿针叶树种(黑皮油松和樟子松)越多且阔叶树种越少时, GRSP含量和GRSP对土壤碳氮的贡献越高(P < 0.01), 其机制可能与树种菌根类型有关: 外生菌根树种重要值与TG显著负相关, 丛枝菌根树种重要值与TG显著正相关。本研究解析了植物物种多样性对GRSP含量的重要影响, 并强调未来土壤管理和评估可以通过调整优势物种而不是树种多样性来促进GRSP积累。     

基于多特征融合的多分类运动想象脑电信号识别研究

针对目前多分类运动想象脑电识别存在特征提取单一、分类准确率低等问题,提出一种多特征融合的四分类运动想象脑电识别方法来提高识别率。对预处理后的脑电信号分别使用希尔伯特-黄变换、一对多共空间模式、近似熵、模糊熵、样本熵提取结合时频—空域—非线性动力学的初始特征向量,用主成分分析降维,最后使用粒子群优化支持向量机分类。该算法通过对国际标准数据集BCI2005 Data set IIIa中的k3b受试者数据经MATLAB仿真处理后获得93.30%的识别率,均高于单一特征和其它组合特征下的识别率。分别对四名实验者实验采集运动想象脑电数据,使用本研究提出的方法处理获得了72.96%的平均识别率。结果表明多特征融合的特征提取方法能更好的表征运动想象脑电信号,使用粒子群支持向量机可取得较高的识别准确率,为人脑的认知活动提供了一种新的识别方法。     

黄荆提取物对蚜虫的毒力及其与吡虫啉的联合毒力

采用浸渍法测定了黄荆二氯甲烷种子提取物、吡虫啉和氧乐果对苹果黄蚜、棉蚜和桃蚜的毒力,利用毛细管点滴法测定了黄荆二氯甲烷种子提取物与吡虫啉混配对棉蚜的联合毒力,采用皿内选择法测定了黄荆二氯甲烷种子提取物和吡虫啉等药剂对桃蚜的驱避效应.结果表明：黄荆二氯甲烷种子提取物对苹果黄蚜、棉蚜和桃蚜的LC₅₀分别为334.59、362.79和2685.80 mg·L^-1,对苹果黄蚜和棉蚜的杀虫毒力较高.黄荆二氯甲烷种子提取物与吡虫啉按1000 ∶1混用,其共毒系数可达177.45,增效作用显著.黄荆二氯甲烷种子提取物和吡虫啉对桃蚜均有明显的驱避活性,处理后24和48 h 对桃蚜的驱避率分别达55.75%、39.44 %和69.89%、65.43%.噻虫嗪和啶虫脒也有一定驱避活性,处理后24和48 h对桃蚜的驱避率达16.52%～33.68%.     

动物移动网络研究对景观生态学的贡献

景观生态学在其发展之初的20世纪80年代, 提出了关于景观网络研究(包括景观网络概念、网络结构指数和景观连接度)的基本构想, 这些构想需要在景观过程的研究中逐渐被落实和发展。动物移动过程因动物在斑块或廊道上有着独特丰富的属性特征、与周围资源环境之间存在复杂反馈而区别于无机物运移的景观过程, 则动物移动网络研究在实现关于景观网络研究的基本构想、推动景观生态学发展中贡献独特。因此, 总结动物移动网络研究的来源脉络及其对景观生态学的理论贡献对于景观网络领域和景观生态学学科的发展都具有重要意义。本文抓住景观生态学发展之初提出的关于景观网络研究的基本构想, 寻找和剖析其中所蕴含的景观生态学思想, 追踪这些思想如何被落实、发展、并形成目前的三个热点方向: 动物移动网络模拟、重要值评价和景观连接度分析; 总结这三个方向的研究进展, 指出整合动物的空间行为特征是必然发展趋势; 揭示出动物移动网络研究始终都以发掘斑块或廊道的动物有机体的属性特征(如种群数量)、以及描述这种属性在不同斑块或廊道之间的差异和联系为方向, 正是这种属性的发掘有效地落实、发展和丰富了关于景观网络研究的最初构想, 对景观生态学的贡献比其他过程更为独特。文章还总结了我国动物移动网络研究与国际研究相比较为滞后的现状, 指出其暂时尚未显示出对我国景观生态学的独特贡献; 强调发展源于跟踪定位数据的动物空间行为生态学研究是减小差距的重要、必要前提。期望本文能引发关于景观网络乃至景观生态学理论发展的方向性思考, 为研究者提供参考。     

闽三角区域生态系统服务重要性评价及其空间分布

基于GIS及RS技术,选取研究区内最重要的水源涵养服务、水土保持服务、生物多样性保护服务、生态系统综合服务为研究对象,采用NPP定量指标评价方法,对4种生态系统服务的重要性进行评价,试图揭示闽三角区域各类生态系统服务重要性分级情况及其空间分布规律。同时,从土地利用以及主控因子识别两方面对形成闽三角区域生态系统服务各重要性级别区域的深层次原因做出科学分析。以最终闽三角生态系统综合服务为例,研究结果表明:(1)极为重要和高度重要的区域面积共占研究区总面积的30.39%,总体分布在闽三角中部偏西南地区的南靖县、平和县以及长泰县境内,其在海拔300—600 m以及坡度10°—20°的环境中面积占比较高。(2)一般重要和较为重要区域总体分布在闽三角东北部沿海地区的泉州市及厦门市范围内,其在海拔900—1800 m以及坡度40°的环境中面积占比较高。(3)随着重要性级别从一般重要到极为重要的提升,其相应重要性级别区域的地理中心由南安市境内出发,逐渐向西方向移动,后经由华安县境内转向西南方向,最终落在南靖县境内。(4)从一般重要区域到极为重要区域,林地和草地的面积占比显著增加,而城乡、工矿、居民用地、耕地以及水域的面积占比则出现明显降低。(5)一般重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、降水因子、土壤渗流能力因子,极为重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、海拔因子、降水因子。     

Optimal marker set assessment for motion capture of 3D mimic facial movements

Nowadays, facial mimicry studies have acquired a great importance in the clinical domain and 3D motion capture systems are becoming valid tools for analysing facial muscles movements, thanks to the remarkable developments achieved in the 1990s.However, the face analysis domain suffers from a lack of valid motion capture protocol, due to the complexity of the human face. Indeed, a framework for defining the optimal marker set layout does not exist yet and, up to date, researchers still use their traditional facial point sets with manually allocated markers.Therefore, the study proposes an automatic approach to compute a minimum optimized marker layout to be exploited in facial motion capture, able to simplify the marker allocation without decreasing the significance level. Specifically, the algorithm identifies the optimal facial marker layouts selecting the subsets of linear distances among markers that allow to automatically recognizing with the highest performances, through a k-nearest neighbours classification technique, the acted facial movements. The marker layouts are extracted from them. Various validation and testing phases have demonstrated the accuracy, robustness and usefulness of the custom approach.     

基于集成类随机森林方法的神经胶质瘤特征基因选择的研究

神经胶质瘤(glioma)是一种严重的颅内肿瘤疾病,具有高复发率、高死亡率和低治愈率等特点。利用基因微阵列数据识别与神经胶质瘤相关的特征基因,对该疾病的临床诊断和生物医学研究将起到有益的参考和借鉴作用。作者针对神经胶质瘤数据,提出了一种集成类随机森林特征基因选择方法。首先应用有监督奇异值分解对数据进行降维并粗选出基因;其次应用类随机森林特征选择方法选出特征基因。实验结果显示,该方法对分类器的适应性强;对比其他方法,分类率优势明显;更重要的是,在选出的前50个特征基因中有39个基因与神经胶质瘤或肿瘤细胞生物过程存在着密切联系,证实该方法不仅保持了较高的分类率,而且保证了选择的特征基因具有很强的生物学关联意义,具有较高的可行性和实用性。