群落物种多度的分形模型和一般性分布规律的验证与探讨

解析群落物种间的个体数量关系,也称群落物种多度分布,被认为是理解群落物种多样性决定机制的关键.近年来已建立了许多物种多度分布模型,但却因模型众多且又难以区分而引发了许多争议.已有研究表明,对物种多度分布模型的筛选不仅要考察其与群落样本实测数据的拟合效果,还要检验其能否在更深层次上揭示某些宏观生态学现象.Su建立的分形模型拟合效果较好,并揭示了物种多度分布的一般性规律,即Nr/N1往往趋近于1∶1/2∶1/3……(Nr和N1分别为降序排序中第r位和第1位物种的个体数量).但该模型尚未得到充分的重视,相关的验证研究也较为欠缺.鉴于此,通过一个全球性群落物种数据库资料,对该模型及物种多度分布的一般性规律进行更为详细的检验.结果显示,分形模型的实际拟合效果很好;物种多度分布的一般性规律可以得到该数据库的支持与验证.上述结果可为比较全面地理解物种多度分布、探究物种多样性的决定机制提供更加可靠的科学依据.     

碎屑颗粒圆度的分形描述

碎屑颗粒圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度,用来表征碎屑沉积物的结构成熟度。目前普遍的做法是采用Powers 1953年作的一组图,表示从尖棱角状至滚圆状各级圆度的特征,这一做法属于定性描述。本文借助分形几何学理论,利用盒维数法实现了计算机对颗粒维数的自动统计计算,结果表明碎屑颗粒维数可以作为刻画碎屑颗粒圆度的定量指标。     

广西龙虎山植物功能群物种多样性垂直格局

以样带法沿海拔梯度调查了广西龙虎山自然保护区植物群落、常绿植物功能群及落叶植物功能群物种多样性。垂直格局分析表明:乔木层α多样性垂直格局没有随海拔变化的明显规律;乔木层α多样性垂直格局在常绿植物功能群与落叶植物功能群之间差异较大,而在常绿植物功能群与群落物种多样性格局之间比较一致;乔木层β多样性垂直格局在群落、常绿植物功能群、落叶植物功能群之间大体一致;植物物种多样性垂直格局是垂直梯度上多种环境因子综合作用及不同植物功能群对垂直梯度环境因子不同响应的结果。地形和岩性的生态梯度分析表明:α多样性垂直格局与地形变化较一致,但没有随岩性变化而变化的明显规律;群落β多样性、落叶植物功能群β多样性与常绿植物功能群的β多样性垂直格局随岩性变化的趋势大体一致,但没有表现出随地形变化的明显趋势。      

人工冻土破碎块度分布的分形性质

从分形几何的观点出发，通过对冻土模型的爆破试验，着重对试样爆后破块块度分析进行了统计分析。结果表明，冻土爆后块度分布是个分形，分形维数不仅是反映冻土破碎程度恰当的统计特征量，而且与试样冻结温度密切相关，还探讨了分维值与冻土抗压强度的关系。     

裂隙网络多标度分形计算机模拟

岩体裂隙网络是不均匀，非对称的复杂分形，用简单分数维不能刻画其特征，必须采用多标度分形来研究，才能全面客观地描述其本质。文中介质了隙网络多标度分形计算机模拟原理与方法。     

西北地区交通优势度格局及空间分异

以我国西北地区333个县市为评价单元,2013年为时间断面,从交通设施网络密度、交通干线影响度2个分项指标和交通优势度集成指标2个角度,分析西北地区交通优势度的空间格局及分异规律,同时探讨其交通优势度与自然、人口、经济等社会要素的空间关系。研究发现:1西北地区交通优势度呈"偏正态"分布特征,3.30%的县具有突出的交通优势,18.62%的县交通条件处于非常明显的劣势;2交通优势度具有"东部高、中西部低"的空间分异特点,关中—天水经济区、银川平原地区、兰西经济区三大城镇密集区以及各省会城市周边地区具有明显的交通优势;3各县市交通优势度和人口、经济发展水平的不同空间组合关系可分为极化型、滞后型、超前型和落后型4种,以极化型和落后型为主。极化型主要分布在中心城市及周边地区,落后型集中于准噶尔盆地、南疆、青海等地区,滞后型在银川平原、陕北地区、陕南地区、兰西经济区、河西走廊、天山北坡经济带等地区分散分布,交通不发达而区域社会经济优先发展的区域较少。     

结构面对岩体爆破块度分布影响的分形探讨

在前人研究成果的基础上，应用分形几何理论探讨了结构面对岩体爆破块度分布影响的分形规律，得出了几点有益的结论。     

流域水系的多标度分形研究及应用

本文依据多标度分形理论，建立了流域水系的双标度康托模型，运用这个模型，分析了水系发育演化的规律，探讨了泥石流沟判别的定量指标，为灾害研究提供了一个新方法。     

吉林西部气象干旱的多标度分形特征

选用标准化降水指数作为气象干旱指标,通过引入多标度分形理论,运用乘法级联模型,以吉林西部6个气象站点1957年1月-2010年10月的月降水量数据为基础,对吉林西部气象干旱的多标度性质进行分析。研究结果表明,吉林西部气象干旱的发生在时间尺度上均具有多标度分形特征,但在不同站点多标度分形的强度不同,表现出一定的空间差异性。其强弱次序为：长岭<通榆<白城<前郭<扶余<乾安。     

基于连续分形理论的土壤非饱和水力传导度的研究

土壤的孔隙是具有连续分形性质的物理结构,根据土壤孔隙分形结构建立了非饱和水力传导度模型。模型包括综合系数、分形维数和临界体积比3个参数,综合系数为不同土壤基质势对应的非饱和水力传导度与饱和传导度之间的水力联系,与土壤质地有关;分形维数反映土壤孔隙结构对于非饱和水力传导度的作用,土壤不同尺寸孔隙之间的连通性则通过临界体积加以描述。模型具有较为明确的物理解释。将模型应用于5种不同土壤的结果表明,所提出的非饱和水力传导度模型具有较好的模拟效果。     

多标度分形与地球化学场分解

在地球化学叠加场内，不同时期、不同规模的地质作用形成的地球化学景观具有不同的分形标度区间和分维。利用多标度分形方法把黑龙江省团结沟金矿外围的叠加地球化学场分解成了分别与北东向和北面向构造相对应的地球化学正常场和异常场，并在此基础上，讨论了地球化学场的演化。     

色林错表层水体真核微生物多样性和群落分布格局

真核微生物作为高原湖泊生态系统食物网的关键组成部分,对维持高原湖泊生态平衡和促进生态系统营养流动过程至关重要。为研究色林错表层水体真核微生物多样性及其群落结构,2022年6月对色林错南岸（NA）、北岸（BA）和入水口（RSK）表层水体进行采样。基于18S rRNA基因高通量测序技术对样品进行分析,通过α多样性指数认识真核微生物群落的差异性,利用Pearson相关系数衡量理化因子与α多样性指数的相关性,并采用冗余分析（RDA）探究环境因子对真核微生物群落结构的影响。结果表明,调查共得到1 343条OTU,分属9门15属,真核微生物群落主要由纤毛门（Ciliophora）和节足动物门（Arthropoda）组成。α多样性指数表明,色林错表层水体真核微生物群落多样性较低。NMDS分析及ANOSIM检验显示,真核微生物群落的区域间（NA、BA、RSK）差异大于区域内差异。Pearson相关性分析表明,电导率（EC）、总溶解固体量（TDS）和盐度（Salt）与α多样性指数显著相关。RDA分析结果表明,EC、TDS和Salt是影响色林错表层水体真核微生物群落结构的主要环境因子。本文阐明了色林错真核...     

不同充填度岩石分形节理抗剪强度的数值模拟

在对岩石节理进行分形模拟的基础上,建立了岩石分形充填节理直剪试验数值分析模型,采用数值模拟方法,研究了充填度与岩石分形充填节理抗剪强度之间的关系。结果表明,随着充填度的增大,分形节理抗剪强度总体上呈非线性减小。当充填度小于1时,随着充填度的增大,分形节理抗剪强度迅速减小,节理抗剪强度受节理表面形态、充填物力学性质以及壁岩力学性质的共同影响;当充填度大于1时,节理抗剪强度主要受充填物力学性质的控制,强度参数接近于节理充填物的强度参数。     

台湾地区地震活动的关联维与多分形特征研究

本文从板块构造、活断层分布、地壳运动这三个方面来分析台湾地区的大地构造环境 ,然后在此基础上根据台湾地震活动特征和板块构造运动的差异将台湾地区划分为东、西两个区 ,然后再依据新构造和现代构造运动、构造应力场、地震构造进一步把东部区分为琉球弧沟、台东纵谷、吕宋弧沟三个地震带 ;把西部区分为新竹断陷、北港隆起、台西南盆地三个地震带。通过对各个地震区、带以及带内各段关联维数的计算 ,结合构造环境和地震活动性分析 ,验证了地震在空间分布上的分形特征 ,并发现这种分形特征与强震发生的构造环境密切相关。此外 ,通过对大震…     

多尺度多孔介质有效气体输运参数的分形特征

非常规油气资源的孔隙结构及其连通性非常复杂,其孔隙尺度从毫米到纳米跨越多个量级.多孔介质中气体的输运过程不仅依赖于介质的多尺度微观结构特征,还依赖于气体的相关属性.气体在多尺度多孔介质中的输运过程包括无滑流、滑脱流和过渡流,涉及分子扩散和努森扩散等多种机制,因此很难用唯一的连续介质理论来描述气体的输运特征.大量的数据表明真实多孔介质中的内部孔隙具有分形标度特征,因此采用分形几何表征多尺度多孔介质的孔隙结构,引入孔隙分形维数和迂曲度分形维数定量表征多孔介质的微结构和弯曲流道,建立多尺度多孔介质气体输运过程的细观模型;推导了多尺度多孔介质中气体的有效渗透率和有效扩散系数,并讨论了多尺度多孔介质微结构参数和气体属性对于气体等效输运特性的定量影响.该研究不仅可以丰富渗流理论,且有利于深入理解非常规油气藏的产出机制.      

水口山铅锌金多金属矿田元素分布的分形特征

随着分形理论的建立与发展,应用分形理论研究矿床分布及元素的分布与富集规律已经成为研究成矿作用的一个有力的新工具.分析了水口山铅锌金多金属矿田各已知控矿断裂带、潜在控矿断裂带及区域地层和矿区花岗岩体的元素含量分布的分形特征.结果表明.断裂带内的元素分布有两个地质过程控制,即经受了后期改造叠加作用,且部分活动性较强的元素和Cu,Pb,zn等成矿元素,富集程度高,取代或者掩盖了元素的原生分布规律.而地层和花岗岩体的元素分布则没有受到后期的断裂活动的改造作用.此外,F5.F16断裂带也有较好的找矿前景.     

青藏高原多岛弧—盆系格局机制

本文根据长期的青藏高原及周边地区的地质调查和考察实践，在系统研究全球构造，尤其是特提斯地质的基础上，概要阐述了全球洋－陆构造体制的转换论、多岛弧盆系统论、造山作用过程论，并依此“三论”作为青藏高原及周边地区大地构造结构单元的划分依据。     

多尺度分形参数在裂缝检测中的应用研究

根据地震波的动力学参数对裂缝敏感性和裂缝的分形特征，以地震层位振幅数据为基础，应用分形理论的裂缝检测方法(多尺度分形参数的地毯覆盖方法)对裂缝进行检测。这里用计算机生成了Mandelbrot集的分形图案，用多尺度分形参数进行了检测，效果显著。用该方法对某油田的层位振幅数据进行了裂缝检测，检测结果清楚地反映了裂缝的分布状况。     

两种地质背景条件下群落物种组成及多样性与土壤因子的相关性研究

为对比岩溶和非岩溶条件下物种组成及多样性的差异,明晰不同地质背景造就的不同土壤因子对物种多样性的影响,在兼有岩溶区与非岩溶区的桂林毛村采用野外样地调查法对研究区进行物种组成及多样性的对比研究。结果表明:(1)研究区内共记录了123种植物,其中岩溶区占35科46属87种,非岩溶区占48科61属95种,非岩溶区植物科属种数量明显大于岩溶区;（2）岩溶区物种多样性为:草本样方>灌木样方>乔木样方;在非岩溶区为:灌木样方>乔木样方>草本样方;（3）不同地质背景造就了不同的土壤因子,其中土壤全氮含量对物种多样性影响最为显著。综上,岩溶区物种组成明显低于非岩溶区,物种多样性也不及非岩溶区,土壤因子与物种多样性之间存在相关性,土壤全氮对物种多样性影响最为显著,土层深度减弱了土壤因子与物种多样性之间的相关性。对比岩溶区与非岩溶区土壤因子与物种之间的关系差异,为区域生态系统恢复重建提供了理论基础。