红树植物木榄种群分布格局关联维数的研究

应用分形理论中的关联维数分析了山口国家级红树林自然保护区木揽(Bruguiera gymnorrhiza)种群的个体空间关联程度及其足度变化的特征。木揽种群个体空间关联的无标度区介于1．26—14．66m，相应的关联维数介于1．36—1．61。集群型的木榄种群的关联维数比随机型的高。关联维数的大小实际上也反映了木揽种群个体间竞争的强弱程度。分析表明，关联维数适用于定量描述种群分布格局的特征。     

Fractal Characteristics of Population Canopy Structure of the Mangrove, Bruguiera gymnorrhiza （L.） Lamk

The fractal characteristics of the canopy structure o! B. gymnorrhiza population are investigated by fractal dimension analysis in the National Shankou Mangrove Nature Reserve. The 3-year-old branches have box dimensions between 1.22 and 1.55, showing thecomplexity degree of branching structure and the ability of occupying and utilizing ecological space. It may be considered that fractal dimension provides a useful index for the study of light utilization efficiencies and growth processes of B. gymnorrhiza. Calculated by using the two-surface method, the fractal dimensions for the crown pattern of individuals with ages of 20 to 50 years range from 2.21 to 2.54, indicating that the filling degree of foliage to a tree crown is relatively low and B. gymnorrhiza has the property of a sun plant.Along with the increase of ages of individuals, the filling degree of foliage to a tree crown changes from high to low, and so does the fractal dimeilsion. The box dimensions obtained from the grayscale curves of population canopy are between 1.47 and 1.61. The greater the box dimension, the more loosely organized the canopy spatial structure, and the more the light spots. The canopy structural information and complexity of a population can be effectively captured by box dimensions obtained from canopy grayscale curves.     

广西英罗港红树植物木榄种群年龄结构的研究

在广西英罗港红树林区(21°28′~21°37′N、109°37′~109°47′E)选择和设置了4个有代表性的木榄群落样地,测量木榄胸径大于等于2.5 cm的所有个体的株高、胸径、冠幅、坐标位置等,同时随机选择15~30株木榄个体,在离地面30~50 cm处钻取木芯以确定其年龄。采用回归方程定量分析木榄个体年龄与其胸径之间的关系。以5 a为1个年龄级,对个体年龄进行年龄级的划分,并构建种群年龄结构图。根据个体的年龄大小和坐标位置,采用Matlab软件来绘制种群年龄分布的等值线图,由此分析种群年龄的水平空间结构特征。结果表明,木榄个体年龄与其胸径之间的线性回归方程显著。根据这些方程来估算木榄种群其它个体的年龄,得出多数群落的木榄种群是以年龄为20~35 a的个体为主,占个体总数的65%~80%;少数群落的木榄种群以年龄为5~15 a的个体居多,约占75%;除少数群落外,多数群落的木榄种群缺乏树龄为10 a以下的个体。根据年龄结构和存活曲线分析,木榄种群属于增长型,最大个体年龄小于70 a。在水平空间上,木榄种群的年龄结构呈现不同程度的、不规则的斑块状镶嵌分布,即是由不同年龄阶段的个体斑块镶嵌而成。处于不同年龄阶段的各种个体群斑块相互镶嵌,形成了种群的空间格局。为了维持木榄种群的可持续发展,必须增加群落更新层的木榄个体的数量。采取的主要措施是进行人工抚育,通过抚育使胸径较大的个体数量增加,自然枯损率降低,促进木榄种群的自然更新进程。     

红树植物木榄种群植冠层结构的分形特征

应用分形理论分析了山口国家级红树林保护区木榄种群植冠层结构的分形特征。木缆3a生枝条的计盒维数介于1.22-1.55之间，这些维数值揭示了分枝结构的复杂程度以及占据生态空间和利用生态空间的能力。分形维数为了解木缆的光能利用效率和掌握它的生长发育过程提供了一个有用的指标。根据双表面积法，20－50a的木缆树冠格局的分形维数介于2.21-2.54之间，表明叶片对树冠的填充程度较低，该树种具有阳生的性质。随着种群个体年龄的增长，树冠被叶片填充的程度出现了由高到低的变化，其分形维数相应地呈现由高到低的动态变化特征。根据植冠层的灰度图分析，得出种群植冠层的计盒维数介于1.47-1.61之间。计盒维数越大，表明种群植冠层的空间结构越松散，透光的空斑块越多，计盒维数有效地揭示了种群植冠层包含于图像中的结构信息及其复杂性。     

南海南部断裂的分形研究

分形几何作为定量描述自然界中复杂非线性现象的强有力工具,将其应用于南海南部断裂体系的研究中,通过数盒子法计算了断裂分布的分维值。研究结果表明这种方法是可行的,断裂分布的分维值能有效地描述断裂的空间分布特征。南海南部断裂体系在标度区间25～250km内具有很好的统计自相似性,全部断裂的分维值为1．6601,北东向断裂的为1．3875,北西向断裂的为1．2693。根据断裂分维等值线,沿西南海盆扩张轴,两侧断裂呈对称展布;北东向的与北西向的在空间上有一定的互补性,这反映了两组断裂在发育过程中的相互制约性。结合南海的构造演化及南海南部油气盆地的分布,初步探讨了断裂分形特征与南海的构造演化及断裂分形特征与油气盆地分布之间的关系。     

分形理论在空间网络分布特征研究中的应用

探讨了以图论为基础的空间网络的测度方法,以及以分形理论为基础的表达空间网络分布特征的几种分维数,并阐述了各种分维数的地理意义,最后对于分维数的测算进行了评述.     

Total Lipid and Fatty Acid Classes in Decomposing Mangrove Leaves of <Emphasis Type="Italic">Bruguiera gymnorrhiza</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Kandelia candel</Emphasis>: Significance with respect to Lipid Input

Changes in the concentration of total lipid and fatty acids (FAs) during the decomposition of mangrove leaves were investigated by field experiments using yellow leaves of Bruguiera gymnorrhiza (L.) Lamk. and Kandelia candel (L.) Druce, in order to quantify mangrove contribution to lipid and fatty acid inputs to marine sediments. Total lipid and total FA in the fresh (green and yellow) and decomposing leaves of both species were significantly higher during winter than summer. During decomposition, total lipid content and FA concentration, in particular branched chain fatty acids (BrFAs) and bacterial fatty acids (BFAs), increased to a maximum concentration in 45 days during winter and in 17 days during summer. Lipids were lost faster in K. candel leaf detritus than in B. gymnorrhiza leaf detritus in which >90% of the total lipid original weight was lost during the summer experiment and <60% during the winter experiment. The changes in the concentrations of total lipids and FAs in the decomposing leaves also indicate that mangrove leaves are significant sources of fatty acids and probably other lipid compounds to estuarine ecosystems and that tidal waters transport the lipids and FAs adsorbed to particulate matter from mangroves to adjacent estuarine sediments and the ocean.     

On Spatial Fractal Character of Coastline——A Case Study of Jiangsu Province,China

According to the fractal theory,the spatial fractal character of coastline is preliminarily dis-cussed on the basis of GIS in this paper.Two aspects are considered:one is the length demarcation ofcoastline with different scales,and the other is the confirmation of existence of the fractal character on dif-ferent boundaries of tidal flats.Finally,some significant conclusions are drawn:(1)The coastline ofJiangsu Province has the fractal character and its dimension is 1.0696.(2)It conforms to the exponentialcorrelation between different lengths(L)of coastline and scales(k).It conforms to the formula lgL(k)=-1.029lgk+2.9544 in the continental coastline of Jiangsu province.(3)Different boundaries of a tidal flathave fractal characters,and different fractal dimensions indicate different comparative intensities of ero-sion and deposition on the tidal flat.(4)The reciprocity between land and sea may affect the value offractal dimension of a coastline,just as the lithology,substantial constituent and geological s     

深海柱样粒度分维特征及其古海洋学意义

对南海69柱样粒度数据分析表明,晚更新世以来,粒度在0,2～11um的标度范围内具有分形特征,粒度分维值为1．72～2．02,平均1．84。与同期亚北极B2-9柱地层对比,69柱粒度分维值明显比B2—9柱的高,B2—9柱的粒度在0,2～16um标度范围内具有分形特征,粒度分维值为1.74～1．79,平均1．77。同一柱样不同时期粒度分维值明显不同,南海69柱氧同位素1期(冰后期)为1．88,氧同位素2期(冰期)为1．81,温暖的冰后期粒度分维值高且变化幅度大,寒冷的冰期粒度分维值低且变化幅度小,表明粒度分维值对沉积物的形成环境演化具有良好的指示意义。     

宏观尺度下基岩海岸岸线分形机制研究--以中国基岩海岸为例

在跟踪国际、国内海岸线分形研究进展的基础上,以中国基岩海岸为例,对宏观尺度下构造对基岩海岸岸线走向、形状与分维大小的影响进行了研究,基本结论为：在宏观尺度下,构造在总体上控制着福建与台湾基岩海岸岸线的基本走向与分维大小,构造分维相对较大则其对该区域海岸线的控制作用相对较强,而区域海岸线分维相对较小;当构造分维相对较小则其对该区域海岸线的控制作用相对较弱,而区域海岸线分维相对较大。     

差异水动力导致黄河口粉质土微结构分形特征变化实例研究

在黄河三角洲北部潮坪上选择典型研究区。区内通向油井的道路的修建使北侧水动力条件明显强于南侧。对两侧原状土样进行粒度成分测试和微观结构观测,并利用分形理论进行分析。结果发现,在水动力作用强区中,粒度分维值随深度的变化曲线大致呈反“S”型,颗粒分布分维值随深度单调递增(表层除外),颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈“S”型;在水动力作用弱区,粒度分维值和颗粒分布分维值随深度单调增大,颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈平缓的反“S”型。这些参数的变化较好地反映了不同深度处沉积物的层化现象。     

胶州湾海岸线历史变迁的分形分析

使用网格法以1987-2006年间5景经过精确校正的Landsat-TM遥感图像为基本资料,计算出了胶州湾海岸线的分形维数,其值为1.090 1(1987年),1.090 3(1992年),1.082 9(1997年),1.076 2(2003年)和1.080 1(2006年).结果表明,1987-2006年胶州湾海岸线分形维数先后经历了缓慢增大、减小、再增大的三个变化阶段.胶州湾较大规模的海岸工程是其岸线分形维数减小的主要原因,而较小规模的海岸工程和自然过程则是其分形维数增大的原因.     

厦门岛海岸线分形特性演变规律的研究

滨海城市海岸线的空间特征演变规律及其影响因素对于陆海统筹的空间规划具有重要的研究意义。将改进的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI)和Canny边缘检测法相结合,从Landsat遥感影像中提取了厦门岛1976-2018年共九景海岸线,并对其进行分形分析。采用自主编写的图像分形维数计算程序计算了研究期间厦门岛海岸线的盒维数,总结分析了其变化趋势以及变化原因。结果表明:厦门岛的海岸线具有分形特性,其盒维数的变化范围为1.098 9~1.118 1,先后经历降低、增加、再降低和最后缓变四个阶段,总体呈现下降的趋势;进一步分析,发现厦门岛在快速发展进程中,海洋工程对海岸线空间形态复杂性有显著的影响,其中,填海造陆工程的实施导致海岸线盒维数降低,而港口、码头建设却导致盒维数增加。盒维数的变化程度间接反映了海洋工程对海岸带的改造程度。本研究对厦门海岸线分形特征的分析,可为该区域资源开发、生态保护和城市规划提供有价值的参考依据。     

海岸线长度与分维在不同比例尺地图上的变化研究

结合国内外海岸线分形研究进展 ,以江苏省海岸线为例 ,系统地探讨了不同比例尺地图上海岸线长度与分维的变化及其规律。指出海岸线长度与地图比例尺之间存在有 lg L =algk b的基本关系 ;其次 ,对于同一条海岸线来说 ,使用量规法和网格法计算所得分维结果是不同的 ,使用量规法的计算结果大于使用网格法的计算结果 ;再者 ,在不同比例尺地图上 ,同一海岸线的分维是不同的 ,随着地图比例尺的逐渐变小 ,海岸线分维相应地逐渐变小 ,且在不同比例尺间使用量规法计算所得海岸线分维结果的差值大于使用网格法计算所得海岸线分维结果的差值     

热带太平洋海区混沌特征分析

基于 TOGA- TAO锚定于热带太平洋海区的 53个浮标站 1994年冬季海表温度 ( SST)资料 ,采用多种分析非线性动力系统的方法。如谱分析 ,相空间重构法等 ,以及计算描述混沌行为的重要指标 ,如分维数、L yapunov指数等 ,对热带太平洋是否存在混沌现象进行判别分析。发现在热带太平洋 130°W至 12 0°W之间存在强混沌区 ,在西边界附近也存在混沌区。但通过吸引子的相型可以看出热带东太平洋与西太平洋是不同性质的非线性动力系统 ,导致系统出现混沌现象的原因可能是不同的。     

地震道的分形维计算及在滩海地区油藏描述中的应用

研究在滩海地区实现少打井多探明油气储量。首先给出利用地震数据求取容量维（振幅维）、关联维和R／S分析分形维等3种分形维数的计算方法,并阐明它们各自的物理意义。在分析滩海地区地震和地质条件的基础上,通过制作地质模型和对实际地震资料的分形维数计算,探讨了应用地震道的分形维数进行储层预测和油气检测的方法。在胜利滩海地区的应用实践表明,分形分维技术能够较准确地反映由地震波形等引起储层和油气层的变化,是1种比较好的进行储层预测和油气检测方法,在滩海地区的油藏描述中发挥了重要作用。     

南海南部断裂的分形研究

分形几何作为定量描述自然界中复杂非线性现象的强有力工具被应用于南海南部断裂体系的研究中,通过数盒子法计算了断裂分布的分维值.研究结果表明这种方法是可行的,断裂分布的分维值能有效地描述断裂的空间分布特征.南海南部断裂体系在标度区间25~250km具有很好的统计自相似性,全部断裂的分维值为1.6601,北东向断裂的为1.3875,北西向断裂的为1.2693.根据断裂分维等值线,沿西南海盆扩张轴,两侧断裂呈对称展布;北东向的与北西向的在空间上有一定的互补性,这反映了两组断裂在发育过程中的相互制约性.结合南海的构造演化及南海南部油气盆地的分布,初步探讨了断裂分形特征与南海的构造演化及断裂分形特征与油气盆地分布之间的关系.     

海州湾南部沉积物粒度分布特征

利用马尔文激光粒度仪研究了海州湾南部沉积物平均粒径、分选系数、偏态、峰态以及频率曲线在平面上的分布特征,其结果可为进一步研究海州湾沉积物形成时的沉积环境、各种污染物的沉积以及对海洋底栖生物的影响等提供科学依据。     

湛江红树林湿地沉积物有机碳分布特征及影响因素

红树林生态系统位于海洋与陆地的交界处,具有重要的生态服务功能。红树林湿地是重要的碳库,对全球碳平衡有重要影响。然而,由于受到人口增长、社会经济发展和城市化进程加快等人类活动和全球气候变化的影响,红树林正在加速消失。文章以广东湛江市国家级红树林自然保护区为研究区,通过分析红树林沉积物中的有机碳含量及分布特征,讨论人类活动(如,人工养殖)在湿地碳循环中的影响。本研究在研究区内获取15个样品,利用重铬酸钾氧化—还原容量法测定了沉积物中有机碳含量。结果表明:研究区内沉积物有机碳(TOC)含量介于0.68%～2.50%,同时TOC含量与研究区内人工养殖场排污口的距离有密切关系:离排污口越近,TOC值越低;离排污口越远,TOC值越高。此外,研究区内红树林TOC含量与其他红树林湿地TOC含量相比明显偏低,可能与养殖排污抑制红树林的生长和繁殖,从而使其TOC含量明显减少有关。     

黑潮锋区的水温分形特征研究

借助GIS ArcView软件分析提取黑潮锋区域,将一定间隔的经纬度点的温度值生成等值线以此为研究对象,应用网格法计算了20°～30°N,120°～130°E范围内黑潮锋区50m和100m深处水温的分维值,100m深处的分维值波动较50m深处小,但整体上分维值较50m深处大。计算结果符合黑潮锋区强度的实际分布情况,初步认为分形维数能够表征黑潮锋强度,分维值随黑潮锋强度的增大而增大。