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.     

非线性出生率对双斑块模型动力学行为的影响

考虑一类具有非线性出生率的单种群双斑块扩散模型，研究非线性出生率和扩散对生物种群的影响.探讨系统平衡点的存在性、局部稳定性和全局稳定性，运用数值模拟分析非线性出生率和扩散常数D₁、D₂对种群动力学的影响.研究结果表明，在一些适当的假设下，绝灭平衡点或唯一正平衡点可能全局渐近稳定，且非线性出生率和扩散会使得两个斑块内种群持久生存或灭绝.通过数值模拟，当出生率(a₁)增大或密度依赖系数(A)减小时，种群总密度会增加.当D₁减小或D₂增大时，种群总密度也会增加.以上结果表明，物种的出生率和扩散对系统动力学行为起重要的作用.     

河北坝上草原不同生境对强足通缘步甲的影响

以河北坝上草地优势物种强足通缘步甲Pterostichus fortipes为研究对象,探讨不同生境对该物种多样性的影响.主要研究内容包括:强足通缘步甲的种群时间和空间动态,种群与环境因子的关系等.结果表明:1)强足通缘步甲在不同生境内的数量分布有显著差异;2)强足通缘步甲种群与地表温度、地下5cm地温和立枯物显著正相关;3)适度的干扰能提高该物种多样性,但干扰频度和程度过高或过低却不利于其物种多样性的提高.研究结果明确了环境中主要生物和非生物因子对强足通缘步甲多样性的影响变化,为生态变化指示性物种的确定提供了科学依据.     

弱耦合三种群反应扩散模型的全局渐近稳定性

近年来,随着入侵种的增加,多种群的反应扩散模型开始应用于入侵生态理论的研究.多种群的反应扩散模型可将空间、种群间相互作用过程融合进入侵速率的预测之中,且模型中连续参数的使用不受尺度限制,适用空间尺度较广.该文研究了一类非线性三种群弱耦合食饵-捕食者反应扩散模型的初边值问题,通过构造合适的常数上下解以及相应的迭代方式,得到了该系统在齐次Neumann边值条件下平凡解和非负半平凡解的全局渐近稳定性的充分性条件.所得结果揭示了通过控制种群自身的出生率、种间、种内相互作用率来达到某些种群消失、某些种群持续生存的现象.这些稳定性条件易于验证且与扩散系数无关,因此,该结论也适用于某个di=0或所有di=0的相应的抛物-常微分系统.     

反应 － 扩散 － 趋向生物模型中的集中现象

考虑非齐次环境中两个竞争物种的反应-扩散-趋向模型．众所周知,如果其中一个物种有很强的趋向性,而另一个物种的趋向性适当小,那么这两个物种可以共存．证明在一定条件之下,具有很强趋向性的物种表现出集中现象．     

一类污染环境下具有扩散和年龄结构的随机单种群系统分析

建立并研究了一类污染环境下具有扩散和年龄结构的随机单种群动力系统,在Hilbert空间中,通过应用It(^overo)公式证明了随机种群系统强解的存在唯一性。加入毒素对种群的影响,推广了一般的具有年龄结构和扩散的随机生物种群模型。     

一般非齐次非线性扩散方程的等价变换和高维不变子空间

结合压力变换和不变子空间方法中的等价变换, 给出了一般非齐次非线性扩散方程的等价方程, 并给出了等价方程的高维不变子空间. 由此构造了一般非齐次非线性扩散方程的广义分离变量解, 并给出了几个例子解释这个过程.     

固定和增长区域上一类互惠模型的扩散动力学

在生态中,互惠是一类常见的种群关系,由于某种群的数量增加对另一种群的变化有积极的作用,进而使得物种不断地繁衍进化.种群数量的变化受多种因素影响,尤其是栖息地大小的变化.为了研究区域的增长对互惠种群的影响,围绕互惠扩散模型,在固定区域和增长区域上通过数学分析和数值模拟了解其空间动力学.结果表明互惠的两种群之间互利、共生,在合适的环境中不会灭绝,并且区域的增长有利于互惠种群的生存发展.     

一类具有扩散的营养-微生物模型的Hopf分支周期解

考虑一类满足齐次Neumann边界条件的营养-微生物扩散模型.在满足Hopf分支存在性的条件下,利用中心流形定理和规范型理论,讨论了扩散系统Hopf分支方向及空间非齐次分支周期解的稳定性.     

循环竞争引起的集合种群时空波

在集合种群框架下研究了循环竞争关系.基于Tilman的多物种竞争模型和均匀场假设,建立了三物种循环竞争的Lavins型集合种群模型.在局部扩散的假设下,依据马尔科夫过程理论建立了概率转移模型.解析分析和计算机模拟的结果表明Lavins型模型表现出阶段性平衡动态,即特定的时刻只有一个物种在群落中占有绝对数量,但很快就被它的优势物种取代,这样三物种轮流处于优势地位;概率转移模型却呈现出在时间和空间上的混沌动态行为,模拟结果表现为一种螺旋生物波;这说明局部扩散可以弱化竞争引起的种群振荡,引起空间分布的异质性,同时表明Lavins型集合种群模型可能低估了物种共存的条件.     

Application of GIS-Based Spatial Filtering Method for Neural Tube Defects Disease Mapping

This study is to assess the prevalence rates spatial pattern of neural tube defects with geographic information system and spatial filtering technique. A total of 80 infants who diagnosed from neural tube defects in the area being studied between 1998 and 2001 were analyzed. Firstly, the geographic information system （GIS） software ArcGIS was used to map the crude prevalence rates. Secondly, the data were smoothed by the method of spatial filtering. We evaluated that the effect of changes in spatial filtering radius size was assessed by creating maps based on various filtering radius sizes. The 3 miles or larger filtering radius gives better section variability than the 2 and 2.5 miles or smaller ones. The maps produced by the spatial filtering technique indicate that prevalence rates in the villages in the southeastern region are to produce higher prevalence than that in the other regions. The smoothed maps based on Heshun County display a more adequate data representation than the raw prevalence rate map.     

基于遗传多样性和空间遗传结构的野生大豆居群采样策略

筛选了17对SSR引物对山东省垦利黄河口自然保护区野生大豆(G.sojaSieb.etZucc.)居群892份材料的遗传多样性及其随样本量变化而变化的规律进行了分析,同时以SSR的多态性为参照对该居群内的小尺度空间遗传结构进行了研究.发现该种群的平均每位点的等位基因数(A)为2.88,预期杂合度(He)为0.431,Shannon多样性指数(I)为0.699,多态位点比率(P)为100%.以计算机模拟方法随机抽取该居群不同个体组成的抽样样本,并计算各样本的多样性指数与样本量变化的回归关系,发现27~52个样本即可达到居群总体多样性水平的95%.通过空间自相关分析,得出该居群遗传结构的斑块大小约为18 m.该研究为野生大豆居群的合理取样提供了科学依据.     

湖北省土壤微量元素县域分异特征及其与健康相关性

土壤微量元素与人体健康息息相关.以土壤普查和人口普查数据为基础,运用GIS空间分析及SPSS数理统计方法,对湖北省县域尺度上土壤有效态微量元素空间分异特征进行分析,并对微量元素与人口健康相关性进行探讨.结论如下：1)县域尺度上Zn、B、Mo、Mn、Fe、Cu 6种土壤微量元素分布均存在明显空间聚集特征,B元素的Moran's I值最大,其空间聚集性相对最好,Zn元素的Moran's I值最小,空间聚集性相对最差;空间分布模式中以高值聚类(HH)所占比例最高,同时正热点区域比例均高于负热点区域,不同微量元素之间的正、负热点区域空间分布存在某些一致现象.2)县域尺度上人口健康水平分布存在明显的空间聚集特征,并非在整个区域内随机散发分布,长寿指数的集聚性要略高于死亡率,表明县域尺度上湖北省长寿人口分布相对较集中;长寿指数和死亡率的空间分布模式差异较大,同时发生高值或低值聚集的县域个数和空间位置呈现出不同分布特征.3)Mo和Cu两种元素与人口健康指标相关性达到显著性水平,表明其在一定程度上影响着区域人口健康状况;适量的Zn和Mn元素是已被证明有益于人体健康的微量元素,但在本次研究的县域尺度上进行相关性分析时,没有通过显著性检验.研究有利于深入认识土壤微量元素空间分异特征,为进一步开展土壤环境与人口健康的机理研究提供借鉴.     

异质种群的稳定缀块分布

通过模型模拟了呈一般缀块分布的单种种群的时空动态,讨论了种群空间分布的稳定性及稳定缀块分布与种群在缀块间迁移率和子种群增长率之间的关系,并由此提出了促进全局种群增长的措施。     

Host-parasitoid associations in patchy environments

Studies of insect host-parasitoid interactions have contributed much to the consensus that spatial patchiness is important in the regulation of natural populations. A variety of theoretical models predict that host and parasitoid populations, although unstable in the absence of environmental heterogeneity, may persist at roughly steady overall densities in a patchy environment owing to variation in levels of parasitism from patch to patch. Observed patterns of parasitism, however, have a variety of forms (with variation in attack rates among patches depending directly or indirectly on host density, or showing variation uncorrelated with host density). There is some confusion about the dynamical consequences of these different forms. Here we first show how the dynamical effects of all these forms of environmental heterogeneity can be assessed by a common criterion. This 'CV2 greater than 1 rule' states that the overall population densities will remain roughly steady from generation to generation if the coefficient of variation squared (CV2) of the density of searching parasitoids in the vicinity of each host exceeds approximately unity. By partitioning CV2 into components, we show that both direct and inverse patterns of dependence on host density, and density-independent patterns, all contribute to population regulation in the same way. Second, we show how a maximum-likelihood method can be applied to the kind of field data that are usually available (that is, percentage parasitism versus local host density) to estimate the components of CV2. This analysis indicates that heterogeneity is large enough to stabilize dynamics in 9 of 34 published studies, and that density-independent heterogeneity is the main factor in most cases.     

区域性皆伐抚育作业对沙柳林地土壤养分空间异质性的影响*

针对毛乌素沙地沙柳林以区域性皆伐作业为主的采伐方式,研究皆伐干扰对林地土壤养分和有机质含量的空间变异特性的影响,为开展灌木林生态采伐理论奠定前期基础。在对照设立皆伐和未采伐两组样地上,按照空间格局分析技术中多样点、小支撑的取样原则,用土钻取样地表层(0~15 cm)土样,实验室测定土样的全氮、全磷、全钾和有机质碳的含量;运用SPSS和GS+软件进行数据分析。数据结果如下:受皆伐干扰的样地养分含量高于未采伐样地,受皆伐干扰的样地的土壤全氮和有机质含量升高最为明显,平均值为未采伐样地的1.47和1.12倍。两者表层全氮、全磷和全钾的含量均能很好地拟合成球状模型;皆伐扰动并未使土壤养分的空间自相关度降低,空间自相关性引起的异质性占总异质性的75%以上;采伐干扰使磷、钾养分的变程减小(分别降低26.5%和27%),林地养分呈现出中小尺度的空间变异特征;通过土壤养分空间异质性分析得出:对沙柳灌木林进行区域性皆伐的抚育措施,可使林地的土壤环境得以改善,利于沙柳林的可持续经营。     

An efficient selectivity estimation method for spatial query optimization with topological relationships

Many commercial database systems maintain histograms to summarize the contents of relations and permit the efficient estimation of query result sizes and the access plan cost. In spatial database systems, most spatial query predicates are consisted of topological relationships between spatial objects, and it is very important to estimate the selectivity of those predicates for spatial query optimizer. In this paper, we propose a selectivity estimation scheme for spatial topological predicates based on the multidimensional histogram and the transformation scheme. Proposed scheme applies two-partition strategy on transformed object space to generate spatial histogram and estimates the selectivity of topological predicates based on the topological characteristics of the transformed space. Proposed scheme provides a way for estimating the selectivity without too much memory space usage and additional I/Os in most spatial query optimizers.     

An efficient selectivity estimation method for spatial query optimization with topological relationships

Many commercial database systems maintain histograms to summarize the contents of relations and permit the efficient estimation of query result sizes and the access plan cost. In spatial database systems, most spatial query predicates are consisted of topological relationships between spatial objects, and it is very important to estimate the selectivity of those predicates for spatial query optimizer. In this paper, we propose a selectivity estimation scheme for spatial topological predicates based on the multidimensional histogram and the transformation scheme. Proposed scheme applies twopartition strategy on transformed object space to generate spatial histogram and estimates the selectivity of topological predicates based on the topological characteristics of the transformed space. Proposed scheme provides a way for estimating the selectivity without too much memory space usage and additional I/Os in most spatial query optimizers.     

安徽省人口和土地城市化耦合协调过程与影响因素

人口城市化和土地城市化是衡量城市化水平的重要内容,探究两者耦合协调关系及耦合发展驱动因素对实现新型城镇化具有重要意义.以安徽省地级市辖区、县级市、县为研究单元,选取国内生产总值(gross domestic product,GDP)、人口密度、平均高程等相关指标计算人口和土地城市化速率的协调度,运用耦合协调模型和地理探测器,研究了2000-2016年安徽省人口和城市化速率以及两者的耦合协调演变趋势、空间差异,最后探讨了耦合驱动因素.结果表明:①安徽省主要的城市化特征为人口城市化滞后型,人口和土地城市化耦合协调关系整体向好但增长缓慢,协调水平仍较低;②人口和土地城市化耦合协调发展的空间差异较为明显,并且有一定的空间集聚性;③对两者耦合影响较大的因素为土地城市化率、人口密度和平均坡度,交互作用最强的因素为人口城市化率和土地城市化率,土地城市化和人口密度与相应的社会经济因子之间的交互作用对人口和土地城市化耦合发展起着主导作用.