3物种食物链的集合群落中捕食者追赶和猎物逃逸对空间同步性的影响

空间同步性能够导致区域物种灭绝从而降低集合种群的续存.在集合群落的框架内建立了两斑块3种群食物链联立模型来研究捕食者追赶和猎物逃逸对空间同步性的影响.由于种群存在较大的群落中,从集合种群向集合群落扩展是很自然的.表明了在集合种群中猎物逃逸降低空间同步性的结论在集合群落中有所改变.得到一个有悖直觉的结果:3物种食物链基层物种的逃逸并没有保护自己,反而增加了所有这3物种集合种群的空间同步性,因此也增加了灭绝的风险.这个结果说明在制定关于种群同步性也即续存的保护措施时,物种间的相互作用也必须考虑.     

非Allee与Allee竞争种群系统的动力学研究

将Aliee效应引入2-竞争种群系统,建立了具有Aliee效应的2-竞争种群演化动态模型,对非Allee与Aliee竞争种群系统演化进行动力学研究.模拟结果表明:①Allee效应导致两竞争种群系统具有多个平衡态.②Allee效应使竞争共存物种无法续存甚至全部灭绝,最终平衡态值随初始斑块占有率变化而变化.③Allee效应可能使竞争排斥物种共同灭绝,且效应越强,物种存活时间越短;但Allee效应不会增强强物种的竞争优势,反而可能使强物种变弱,弱物种变强,其具有与栖息地破坏类似的影响种群竞争等级排序的作用.④Allee效应对种群续存是极不稳定的干扰因素,微小的变化都将引起系统平衡态的剧变.然而较高的初始斑块占有率也可能使原本濒于灭绝或竞争排斥的物种继续存活.     

生态位构建通过修复破坏生境对集合种群动态的影响

基于具有生境破碎作用下的集合种群模型，建立了存均匀场假设下的微分方程模型，充分探讨了具有生态位构建效应的有机体活动对破碎斑块修复产生的生态结果．通过稳定性分析与元胞自动机方法模拟表明：集合种群的续存条件不仪依赖于侵占力与灭绝率之间的平衡，而且也包括集合种群的生态位构建能力与生境自然消耗率之间的平衡；当灭绝率大于侵占率时，集合种群也可以在低水平上续存，并且在该过程中集合种群依赖于两个阈值条件，分别是生态位构建能力和集合种群的初始状态．集合种群的大小与其生态位构建能力成正比，即构建能力强者，集合种群数量相应增加．因此，对环境具有较强的正效应的有机体或种群在维护牛境的有效性中起重要作用．     

生境破坏的空间结构对集合种群动态的影响

构建任意生境破坏结构下集合种群动态的元胞自动机模型,研究生境破坏的空间结构对集合种群全局密度及局部密度的影响.该模型不仅包括了生境破坏的空间结构,而且能够描述集合种群的空间分布模式.模型结果表明:生境破坏的空间结构复杂地影响着集合种群的全局密度和局部密度;生境破坏的混合分布增大了集合种群灭绝的风险;生境破坏的聚集分布降低了集合种群灭绝的风险.在生境破坏比例较小或较大时,集合种群全局密度和局部密度随生境破坏比例的增加而加大,随生境破坏聚集度的增加而减小,且生境破坏比例对集合种群动态的影响要大于生境破坏聚集度的影响.但在特定的情况下,即生境破坏比例在55%左右时,生境聚集度的增加可能会使集合种群的全局密度和局部密度都减小.此外,发现集合种群的局部密度存在一个阈值,当集合种群局部密度低于此值时,集合种群将无法续存.这意味着在生物保护中不能仅仅考虑生境的恢复、斑块的质量,还需要考虑生境破坏的空间结构和被保护物种的局部密度.     

接种和迁移的多斑块传染病模型生存性分析

研究一类具有接种和迁移的多斑块SIV传染病模型的动力学行为.在适当的条件下,证明该模型存在平稳的马尔可夫过程,也得到感染者数量趋于灭绝的结果.最后,数值模拟验证了主要结果.     

扩散对污染斑块上Logistic种群生存的影响

本通过建立两斑块的单种群扩散系统，主要研究扩散对其中受污染的斑块上种群生存的影响，中所考虑的是污染斑块上外界毒素的输入量存在极限值的情形，得到如下结论，无扩散时，若此极限值超过某一定值，则污染斑块上的种群趋于灭绝，扩散存在且两斑块上种群的扩散系数满足一定的条件时，则可使该系统的种群永久生存或灭绝。     

蒙特卡罗方法研究集合种群动态

根据金堇蛱蝶的实际生活史和调查数据,以天为单位采用蒙特卡罗模拟方法仿真每个个体的发育、迁移、繁殖等随机行为. 从而获取集合种群及其各局域种群的动态变化,展示了局域种群的周转行为,得到了每年各斑块局域种群大小、占据率、被占据斑块数及相应的概率分布等信息. 计算结果表明该集合种群能够进入一个基本稳定的状态从而维持适当的种群规模并得以续存下去.我们还分析了斑块质量和所处地理位置对局域种群的影响. 提供了一种能够同时描述集合种群和局域种群动态的研究方法,为将来进一步研究各种影响集合种群动态的因素和制定保护策略等奠定了基础.     

污染环境下具捕获及扩散的单种群持久性与灭绝性

研究了在污染环境中具有捕获及扩散的单种群在两斑块之间扩散后,种群的持久性和灭绝性问题.一个斑块是保护区,另一个斑块是污染区,在两个斑块内都进行捕获.通过对右端函数的分析,得到种群持久和灭绝的充分条件,并指出捕获及扩散对种群的影响.     

空间结构下性比率的稳定机制研究

分别利用基于个体的斑块占据模型（ IBM）和偶对近似方法（ PA）构造了一个空间结构下的两性集合种群模型,通过计算机仿真和数值模拟,研究了空间结构对性比率的稳定性的影响。结果表明：空间结构下由于Allee 效应的强作用,两性种群只有性比率维持稳定在1∶1附近时种群才能够续存;偶对近似方法可以很好的反映出元胞自动机的研究结果,这对进一步研究空间结构下两性集合种群的时空动态提供了有效的理论工具。     

开放对流环境下合作反应扩散对流模型的解的全局定性分析

讨论了一个开放对流环境下合作反应扩散对流模型的动力学行为.研究发现存在2个临界对流速率将该系统的动力学行为分为4种不同的情形：(ⅰ)两个种群都灭绝;(ⅱ)物种u长期存活,物种v灭绝;(ⅲ)物种v长期存活,物种u灭绝;(ⅳ)两个物种都能持续生存.数值模拟发现,对流速率的变化对种群的空间分布模式也有重要影响.     

一类具有阶段结构的单种群扩散模型

提出并研究了一类具有阶段结构的单种群扩散模型,得到了其在正平衡点处的稳定性和零平衡点处的不稳定性。     

基于稀疏邻域嵌入法的图像超分辨技术研究

到现在为止,基于邻域嵌入法(NE)的图像超分辨(SR)技术都采用两个独立的步骤合成高分辨的图像。首先以Eu-clidean距离作为标准进行邻域搜索,然后通过求解一个约束最小均方问题得到最优的加权值。然而,采用两个独立的过程并不是最优的。提出一种基于稀疏邻域选择的图像超分辨算法。首先确定可能的邻域范围,然后采用稳健SL0算法同时找出邻域和加权值。由于采用聚类方法,用于重建的k个最近邻域(k-NN)具有相似的局部几何结构,可以采用一种叫做方向梯度直方图(HoG)的统计方法对低分辨图像块进行聚类。通过在合成过程中利用HoG的局部结构信息,每幅低分辨图像的k-NN都能从相对应的子集中自适应的选择,从而在保证合成图像质量的前提下大大提高了合成高分辨图像的速度。仿真表明本文算法能够得到与传统方法相似的结果。     

Extinction risk depends strongly on factors contributing to stochasticity

Extinction risk in natural populations depends on stochastic factors that affect individuals, and is estimated by incorporating such factors into stochastic models. Stochasticity can be divided into four categories, which include the probabilistic nature of birth and death at the level of individuals (demographic stochasticity), variation in population-level birth and death rates among times or locations (environmental stochasticity), the sex of individuals and variation in vital rates among individuals within a population (demographic heterogeneity). Mechanistic stochastic models that include all of these factors have not previously been developed to examine their combined effects on extinction risk. Here we derive a family of stochastic Ricker models using different combinations of all these stochastic factors, and show that extinction risk depends strongly on the combination of factors that contribute to stochasticity. Furthermore, we show that only with the full stochastic model can the relative importance of environmental and demographic variability, and therefore extinction risk, be correctly determined. Using the full model, we find that demographic sources of stochasticity are the prominent cause of variability in a laboratory population of Tribolium castaneum (red flour beetle), whereas using only the standard simpler models would lead to the erroneous conclusion that environmental variability dominates. Our results demonstrate that current estimates of extinction risk for natural populations could be greatly underestimated because variability has been mistakenly attributed to the environment rather than the demographic factors described here that entail much higher extinction risk for the same variability level.     

基于图的流行排序的视觉跟踪

为了克服基于检测的目标跟踪中的模型漂移问题,在基于检测的目标跟踪框架下提出一种新的基于图的流行排序的目标跟踪方法。该方法能够抑制在跟踪过程中目标变形、尺度变化以及遮挡等带来的背景信息的影响。首先,把目标矩形框划分为不重叠的图像块,构造一个k-正则图,即以这些图像块为图结点,构造k-正则图,边权定义为结点之间的底层特征的相似性。其次,为每一个图像块分配一个权重,用于表示该图像块在目标表达中的重要性,以此抑制背景信息的干扰,并通过半监督的方式进行计算。特别初始化一些背景或目标图像块,设其权重为1,其他为0,通过流行排序算法计算所有图像块属于背景或目标的权重。此外,使用多尺度特征金字塔的方法处理跟踪过程中的目标尺度变化,同时提高了初始图像块的可靠性。最后,把所有图像块的底层特征进行加权,连接成一个向量,作为矩形框的特征表达,并使用结构化输出(Struck)算法进行跟踪。在几个公共视频序列上进行了实验,结果表明,研究方法的跟踪性能极大地超过了其他跟踪方法。     

广州城市绿地斑块的破碎化分析

对广州市区的绿地斑块类型进行划分,用斑块密度指数、廊道密度指数（ＣＤ）、斑块数破碎化指数（ＰＮ）分析广州城市植被斑块的格局;以其中几个区的公园为例用单拼块模型、斑块形状破碎化指数分析广义城市公园斑块的破碎程度。结果表明,东山荔湾、越秀这三个老城区的人口密集,道路繁多,导致廊道密度大,绿地斑块破碎程度高;广州城市公园的Ｄ值较大,有效面积较大;但老城区（荔湾区）的公园有受逼迫的情况;与老城区相比,白云     

带投资和干扰的相依多险种风险模型的破产概率

研究一类带投资和干扰的新模型,其中保单到达过程为广义齐次Poisson过程,而两类索赔到达过程分别为保单达到过程的p-稀疏过程和q-稀疏过程.考虑到单一险种在描述风险过程中存在的局限性,将模型推广到多险种的情形,得到破产概率满足的Lundberg不等式和一般公式.     

一类在两个斑块内人口迁移的传染病模型的研究

建立了一类在两个斑块内人口迁移的传染病模型,得到了该模型的基本再生数R_(12)和主特征值λ_1,证明了若λ_1<0,则无病平衡点是全局渐近稳定的,即疾病在人口迁移条件下消失,若λ_1>0,则地方病平衡点存在,且是全局渐近稳定的,即疾病在人口迁移条件下持续存在.     

一种基于样本块的图像超分辨率方法研究

提出了一种在马尔科夫网络框架下基于样本块的图像超分辨率算法。算法根据相似性选取多个样本块作为图像重建的候选,在候选集中计算图像块先验概率和图像块之间的相容性,最后在马尔科夫框架下选取最优图像块,合成最终的高分辨率图像。实验证明本文提出的算法具有较好的超分辨率效果。