Spatial Heterogeneity of Vegetation in China

The spatial heterogeneity and ecological characteristics of 74 vegetation types and the lack of vegetation type within the 9.6 million km2 of Chinese territory were studied using data from the China vege- tation map. The analysis used 877 large quadrats 10 mm×10 mm (actual size 100 km×100 km), which cov- ered about 8.77 million km2. Each large-quadrat was divided into four small 5 mm×5 mm quadrats (actual size 50 km×50 km). The frequency of occurrence of all vegetation types was recorded in each small quadrat. The survey using the Shiyomi method of vegetation analysis based on the beta-binomial distribution was adopted to describe the frequency of occurrence and spatial heterogeneity for each kind of vegetation. The weighted average heterogeneity of all the vegetation types in the landscape provides a measure of the landscape level heterogeneity which describes the spatial intricacy of the existing vegetation composition. The maximum spatial vegetation heterogeneity was 0.8620 in the frigid-temperate coniferous forest of Larix (V1), which dominates cold moist northeast China. The minimum spatial heterogeneity with a low occurrence was the Caragana tibetica in the gravel desert in the western Yellow River Hetao area. The minimum occur- rence with a low spatial heterogeneity was the Monsoon rainforest on rock in Guangxi and Yunnan Provinces. The vegetation types on the Qing-Zang Plateau were found to be representative of Chinese vegeta- tion because of the very high occurrence and spatial heterogeneity of these vegetation types. The weighted average of the heterogeneity was 0.677, while the vegetation diversity index was 3.29.     

Vegetation Spatial Heterogeneity of Different Soil Regions in Inner Mongolia, China

The vegetation spatial heterogeneity and ecological characteristics in different soil regions were analyzed by surveying the vegetation in 12 different soil regions of Inner Mongolia, China, including conifer- ous-broadleaf deciduous forests, shrub, grassland, and desert regions with 1122 large 2 cm × 2 cm quad- rats (actual size 30 km × 30 km, referred to as L-quadrat hereafter) in about 1.18 million km2. Each L- quadrat was divided into four small 1 cm × 1 cm quadrats (actual size 15 km × 15 km, S-quadrat). The vegetation was analyzed based on the beta-binomial distribution to describe the frequency of occurrence and spatial heterogeneity for each kind of vegetation. The weighted average of the heterogeneity of all vegeta- tion in the same soil region provides a measure of the soil regional landscape level heterogeneity which de- scribes the spatial complexity of the regional landscape composition of the existing vegetation. Comparison of the vegetation characteristics in the 12 soil regions shows that, the calcic gray soil has the highest average vegetation type per quadrat. The largest soil region is calcic chestnut soil and has the most vegetation types. Every soil region has its own dominant vegetation sequence which dominates in occurrence and dominant vegetation types which dominates in spatial heterogeneity. For the Inner Mongolian vegetation, the weighted average of the heterogeneity is 0.60 and the vegetation diversity index is 4.47.     

不同放牧梯度上草原群落空间异质性的比较研究

以内蒙古呼伦贝尔草原为研究对象,利用幂函数法则定量地分析在轻度放牧、中度放牧和重度放牧3种不同利用方式下,群落的物种组成、物种多样性、群落空间异质性等群落特征。结果表明:随着放牧强度的增加,群落组成结构改变,群落丰富度逐渐降低,轻牧＞中牧＞重牧;不同放牧梯度上,各物种种群在实际分布上均具有较强的空间异质性,即偏离随机分布呈现集中分布趋势;不同放牧梯度上,群落总体空间异质性指数变化规律为轻牧=重牧＞中牧,均匀度指数的变化规律为中牧＞轻牧＞重牧。     

具有恐惧效应和空间异质捕食-食饵模型的稳态解

考虑一类具有恐惧效应和空间异质的捕食-食饵模型. 首先, 利用Riesz-Schauder理论给出平凡解和半平凡解的局部渐近稳定性; 其次, 利用比较原理给出平凡解和半平凡解的全局吸引性; 最后, 利用不动点定理给出正稳态解的存在性. 结果表明, 恐惧效应和空间异质对模型的稳态解性质有明显影响.     

防城季节性雨林鹅掌柴群落主要树种株高的空间异质性特征

空间异质性研究对认识不同空间尺度上植物群落结构、功能和动态过程具有重要的理论意义。本研究选择防城季节性雨林鹅掌柴(Heptapleurum heptaphyllum)群落中的6个主要树种——鹅掌柴、肉实树(Sarcosperma laurinum)、银柴(Aporosa dioica)、黄椿木姜子(Litsea variabilis)、罗伞树(Ardisia quinquegona)和九节(Psychotria asiatica)为研究对象,采用地统计学方法分析各个树种株高的空间异质性特征。结果表明：在研究尺度范围内,除3 m以下和45 m以上的尺度呈随机分布外,鹅掌柴在其余尺度都呈集群分布;银柴在31 m以下尺度呈集群分布,31 m以上尺度呈随机分布;而肉实树、黄椿木姜子、罗伞树和九节在所有尺度上都呈集群分布。6个树种株高空间异质性的程度、组成、尺度和格局存在明显的差异。鹅掌柴、肉实树、银柴和黄椿木姜子株高的半方差函数符合指数模型,而罗伞树和九节的符合直线模型。鹅掌柴、银柴和黄椿木姜子株高的空间异质性由自相关因素和随机因素共同作用引起,而肉实树、罗伞树和九节株高的空间异质性主要由随机因素引起。研究结果有助于定量和直观地了解群落主要树种株高的空间分布现状和发展趋势,为防城季节性雨林的有效保护和管理提供理论基础。     

山东省聊城市耕层土壤养分的空间异质性分析

按8km×8km网格将聊城市耕地分为136个采样点,调查土壤有机质、全氮、全磷、全钾4种土壤养分的含量。采用地统计分析与空间自相关的MoranI系数分析土壤养分的空间变异规律。研究表明,土壤耕层养分含量变化的空间异质性主要由随机性因素如灌溉、施肥、耕作措施、种植制度等人为活动引起,空间相关性很弱。4种土壤养分存在明显的空间分布规律,总体上呈现由东、南部向西、北部逐渐递减的空间分布格局。在40km范围内,4种土壤养分的MoranI系数均为正值,表现出在此范围内空间呈正相关。有机质对尺度的响应较其他3种养分更为敏感,全氮和全磷的MoranI变化趋势类似,而全钾在64km范围之外的MoranI系数表现出在0值附近的波动性,可能与地方农业活动有关。     

草原退化过程中植物群落的结构异质性分析——以家庭牧场为例

以内蒙古呼伦贝尔草原某家庭牧场作为研究尺度,以卧羊圈为中心沿辐射状将该家庭牧场划分为重牧区、中牧区、轻牧区和无牧区(围栏内),同时与村落自由放牧区(即过牧区)进行比较,开展植物群落结构空间异质性研究。结果表明:该家庭牧场植物群落种类较为丰富,多年生草本植物居多,一年生草本植物随放牧强度的减弱,比例也随之增加;轻牧条件下群落地上生物量最高,适度的放牧干扰有助于植物干物质的积累;轻牧区禾本科植物的重要值较大,说明轻度放牧干扰有利于群落发生恢复演替;重牧区和轻牧区Simpson集中性概率指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数高于过牧区,重牧区和轻牧区植物群落由于竞争达成了较稳定状态,群落较为集中,空间异质性高。     

德化县景观格局及空间差异性分析

景观格局是景观生态学的基本研究内容,数量化分析景观组分的空间分布特征,是进一步研究景观功能和动态的基础,它可为景观的合理管理提供有价值的资料.本课题以福建省德化县作为研究区域,使用G1S技术和景观格局分析软件FRAGSTATS,分析了德化地区的景观格局和空间差异性,并从物种多样性保护角度出发,对当前地类分布的优势和不足进行了分析,并提出了改进措施.     

利用储集层非均质性分维模型研究流动单元

针对流动单元的划分方法提出了一套利用非均质性分维模型定量研究陆相储集层流动单元的方法和流程。该方法利用储集层非均质性分维模型有效地划分储集层宏观流动单元和微观流动单元,并为二者的划分提供参数依据;在储集层沉积微相研究和层组逐级细分对比的基础上,从取芯井入手,通过聚类分析优选参数,建立储集层非均质性分维模型,应用聚类和判别分析,划分流动单元类型,应用储集层随机建模中的分形随机模拟方法预测河流—三角洲沉积储集层井间流动单元,从而定量研究流动单元的空间展布,效果较为理想。     

土壤特性空间变异对降雨下渗影响的统计理论研究

本文利用饱和土壤导水率K_5的对数正态特性,通过函数转换方法建立了降雨下渗中积水时间f_p的分布和两个统计特征值(即平均下渗率及估计方差)的表达式。研究了土壤特性空间变异对降雨下渗的影响。结果表明,土壤特性空间变异程度越大,影响越大,在产流计算中如果不考虑这种影响,将会引起较大误差。     

煤样巴西劈裂试验声发射能量幂律分布规律

为了研究煤拉伸破坏过程中声发射能量分布规律,以及采用平均场理论的纤维束模型在煤拉伸破坏过程中声发射特征数值模拟的适用性,对原煤进行不同加载速率下的巴西劈裂试验.结果表明,煤样抗拉试验中声发射能量概率密度分布符合幂律分布,其幂律分布指数与平均场理论模型的预测分布指数相近;不同时间区间的声发射能量概率密度分布也满足幂律分布;试验结果与采用平均场理论纤维束模型数值模拟结果相符,为纤维束模型参数确定提供了依据.     

南海北部浮游植物的时空异质性研究

 为研究南海北部浮游植物时空变化规律及其与海洋环境响应关系,采用1997-2002年开展的“南海专属经济区和大陆架渔业资源及其栖息环境调查”所取得的浮游植物调查数据,利用GIS空间局部插值法构建景观分析模型,对南海北部浮游植物时空异质性进行了分析。结果表明,南海北部海区浮游植物密度变化范围为0.03(4 179×10⁴ 个/m³,总平均为87.2×10⁴ 个/m³,夏冬春秋四季浮游植物平均密度由高至低。南海北部浮游植物总体近海高于远海,且在近海海域呈斑块状分布格局,斑块一般出现在北部湾中北部上升流区、粤东遮浪上升流区、台湾浅滩上升流区和粤西沿岸电白-阳江上升流区等南海北部几个重要上升流区内。浮游植物密度最高值斑块一般随着季风和沿岸流的季节转换而交替向东或向西方向进行有规律的漂移。     

山西植被空间分布及其变化

在ArcGIS软件中采集1984年和2005年山西省植被中的每个图斑,获取山西植被群系、森林、灌丛、草本植被及栽培植被的图形及面积,用叠置分析和专题地图探讨植被空间分布及其变化.山西森林、灌丛、草本植被、栽培植被及一些主要群系均具有一定的分布特点,小叶杨林为人工林,它属于落叶阔叶林,但它可分布于草原中,人们将小叶杨林种植到草原中并不合适.山西灌丛、栽培植被空间变化较大.     

土体物理参数及空间构形的分形研究

土是由土的颗粒组成,存在着大量的孔隙.研究表明,土体中的颗粒和孔隙表现出分形特征.本文从两个方面介绍了土体物理性质的分形研究:(1)分形用于定量描述土体的的密度,孔隙表面积等物理参数;(2)分形用于定量描述土体的构形,如土体微观结构,孔隙尺寸分布,颗粒尺寸分布等物理性质.     

苹果园昆虫群落空间结构研究

通过比较苹果园树冠不同部位的昆虫群落的组成、数量、优势度、多样性、均匀度和群落内个体总数的差异，结果表明，树冠不同部位的昆虫群落的差异大小为：西北＞上下＞南北＞东北＞东西＞内外＞西南＞东南，从组成上看叶螨和蚜虫为苹果树上的优势种群．从群落的多样性上看：多样性主要受均匀度的影响，并为正相关，而与优势度成相关．从而初步揭示了苹果主要害虫及天敌在树冠内的分布及树冠各部位昆虫群落的差异性，为果园昆虫群落的抽样调查及害虫防治措施的制定提供了依据．     

核技术利用辐射安全监管时空分布模型

环保部门的监管是保障核技术利用设备安全使用的必要环节,现阶段缺乏直观的、可量化的监管手段,导致管理手段低效、监管工作难以合理开展。因此必须通过模式化、指标参考化的监管手段,合理有效安排监管工作,避免监管薄弱环节与难以管理的问题。基于指标建立对检查工作进行多维度分析,并利用卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)对核技术设备持有单位建立风险等级划分的时空分布模型,为核安全监管机关提供可量化的管理依据,并且利用可视化手段辅助管理。结果表明,所建模型指标代表性高,风险等级划分合理,并且能有效提高监管质量与效率。     

汾河流域降水量及蒸发量的空间变异性分析研究

借助于地质统计学方法对汾河流域的多年平均降雨量和蒸发量的空间变异性进行了分析,揭示了多年平均降水量和蒸发量的空间变异特征,并应用Kriging方法进行空间插值.分析结果表明,汾河流域多年平均降水量和蒸发量在不同的分割距离范围内有不同的空间相关性,多年平均降水量具有比较明显的地带性,蒸发量分布变化地带性不强.     

基于GIS和地统计学的烟田土壤养分空间变异特征研究

基于GIS和GPS定位技术,结合网格取样,用地统计学方法研究了褐土烟区土壤养分(有机质、碱解氮、速效磷、速效钾)的空间变异规律,并绘制了养分空间分布图.结果表明:土壤养分在整个研究区内均表现出中等变异水平,其变异性大小表现为:速效磷有机质碱解氮速效钾.除有机质外,其它元素都表现出较强的空间结构性,土壤有机质的空间相关距最大,达447m,碱解氮的自相关距最小,仅123m;速效磷和速效钾的相关距分别为337m和345m.基于半方差函数模型,用普通克里格法对研究区土壤养分进行了克里格插值,结果表明:有机质在研究区内普遍缺乏,速效磷、速效钾含量中等,而碱解氮含量在整个研究区分布较复杂,呈零星装分布.     

基于多重分形理论的农田土壤特性空间变异性分析

土壤性质是影响土壤水分运动和溶质迁移的重要因素,土壤特性的空间变异性研究对于农田土壤质量管理具有重要意义.为定量研究土壤特性空间变异性的复杂程度,本文以再生水灌区农田土壤为研究对象,应用分形和多重分形理论定量分析了农田土壤颗粒含量、土壤容重、饱和含水量、孔隙度等土壤特性的空间变异性.结果表明:土壤容重、孔隙度的分形维数D较大,其空间分布具有较大的随机性,即空间分布的均匀性较好;土壤特性的空间分布具备多重分形特征,多重分形谱的谱宽Δα可以定量表征土壤属性空间分布的不规则特征,饱和含水量的多重分形谱谱宽Δα最大,其空间分布的不规则形最大;大值数据对于砂粒、容重和饱和含水量空间变异性的贡献率较大.因此,多重分形参数可以作为定量反映土壤特性空间变异性的潜在指标.