基于灰色-BP神经网络模型的多情景交通用地需求预测——以长江中游城市群为例

为探索科学预测区域交通用地需求的合理途径,指导国土空间规划编制中交通用地规模的划定,拟通过灰色-BP神经网络模型识别主要社会经济影响因素,以长江中游城市群为例,在预测其远景交通用地需求规模的同时,基于城市群发展的阶段特征选取典型城市群样本设置3类情景,对不同情景下的交通用地需求分别进行预测。结果表明:1)城镇化水平、产业结构高度化程度和劳动力资源禀赋是当前影响长江中游城市群交通用地需求的主要社会经济因素。2)通过系统仿真试验对比不同方法的交通用地需求预测结果,可以发现基于灰色-BP神经网络模型的预测方法精度较高,误差较小,该预测方法对于区域交通用地规模的预测具有一定的适用性。预测得到的长江中游城市群2020和2030年交通用地需求分别为31.22万和49.07万hm2。3)不同情景下长江中游城市群交通用地需求预测结果存在明显差异,底线情景可作为划定交通用地规模的底限,一般情景可作为基准,极限情景可作为红线,长江中游城市群交通用地合理规模应以基准为参考,介于底线和红线之间。     

12份燕麦品种在阿鲁科尔沁旗地区的生产性能研究

【目的】筛选适宜内蒙阿鲁科尔沁旗地区种植的燕麦品种。【方法】对12份燕麦(Avena sativa)品种的生育期、草产量、茎叶比、营养特性等进行测定和分析,并运用灰色关联度分析法对各品种的生产性能进行综合评价。【结果】12份供试燕麦品种均能在阿鲁科尔沁旗地区完成整个生育期,表现出较好的适应性,生育期为83～94 d,其中枪手的生育期最短(83 d),爱沃的生育期最长(94 d)。贝勒二代和牧王的株高均达到100 cm以上。枪手、贝勒二代和牧王的干草产量较高,分别为9.99,8.69和8.59 t/hm~2。贝勒二代的茎叶比最低(1.12),适口性最好;美达的茎叶比最高(3.19)。爱沃和贝勒二代的粗蛋白含量(质量分数)较高,分别为12.20%和11.90%;太阳神、贝勒二代和领袖的中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量较低,领袖和贝勒二代的相对饲喂价值较高。灰色关联度分析表明,综合评价排在前2位的燕麦品种为贝勒二代和牧王,其加权关联度分别为0.838 2和0.799 1。【结论】燕麦品种贝勒二代和牧王综合表现最好,适宜在阿鲁科尔沁旗地区推广种植。     

矾根主要品种的叶色表型性状分析

通过目测进行分类的方式很难准确界定矾根品种叶色。为建立一套更为科学的基于叶色表型的矾根品种分类体系,笔者利用色差仪对72个矾根品种共计432个样品的叶色进行测定,对获得的L、a、b 3个色度值进行聚类分析,将72个矾根品种分为褐色系、深绿色系、黄色系、灰绿色系、浅绿色系5类色系。对矾根品种各色系的L、a、b值进行相关性分析,发现叶片正面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈正相关,但相关性不明显;叶片背面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈显著正相关。从多重比较的结果中可以看出,矾根品种各色系之间的L、a、b色度值差异显著,尤其是各色系间叶正面的颜色差异较大,在矾根品种选育工作中,叶片正面的颜色将作为主要参考。     

2016—2018年度国家区试小麦品种品质性状灰色关联度分析与评价

为研究近年来参试小麦品系品质状况并筛选优质品种,对2016—2018年参加国家冬麦区黄淮南片水地组品种区域试验的20个小麦新品系的5个性状进行灰色关联度分析。结果表明,各指标与品质综合评价值的关联度(r_i)和权重(r_j)2年均表现为容重>湿面筋含量/吸水率>蛋白质含量>稳定时间。2017年5个品种综合评价值高于对照,2018年10个品种综合评价值高于对照。‘郑科麦136’连续2年综合评价值列首位。无论是否考虑各指标对品质影响的权重,‘漯麦26’品质2年间差异最小。灰色关联度分析法在品质性状评价中具有一定的科学性,但受评价指标较少、各指标赋权合理性的影响,有一些局限性。在品种应用时应根据最终用途进行细化评价,不同类型的品质参数应分别做灰色关联度分析,以保证分析结果准确。     

Fish functional diversity responses following flood pulses in the upper Paraná River floodplain

Flood pulses are the main force driving the dynamics of aquatic communities in floodplains. The responses of communities to environmental changes following flood pulses usually demand a time lag to appear and reach the climax. We assembled a data set of 16 years of fish samplings to assess the relationship between water level and four functional diversity measures, in the upper Paraná River floodplain. Specifically, we approached four aspects of each relationship between water level and functional diversity: nature (positive or negative), sensitivity (response intensity), responsiveness (response delay) and extent (response duration). The nature of the relationship between water level and functional diversity was positive in all cases. Functional richness (FRic) responded right after flood pulses, although with shorter extent. Abundance‐dependent functional measures (evenness—FEve; divergence—FDiv; and Rao's quadratic entropy—Rao's Q) presented delayed responses, reaching peaks more than 1.5 years after flood pulses. Significant effects of floods on fish functional diversity were observed for more than 3 years, although the highest functional diversity was observed with 1.8 years, on average. More importantly, flood pulses had no longer significant effects on functional diversity after 4 years. Regarding conservation strategies in regulated systems, flood events should occur every 2 or 3 years, with adequate timing (October‐November), intensity (up to 450 cm) and duration (at least 50 uninterrupted days). Intervals longer than 3 years or inadequate timing, intensity and duration could dramatically decrease functional diversity and compromise ecosystem services.     

假眼小绿叶蝉与其天敌的空间关系及最佳样方确定

为了分析在聚块大小不同时天敌对假眼小绿叶蝉Empoasca vitis Gothe空间上跟随关系的密切程度、聚集原因和聚集范围,为评价假眼小绿叶蝉的天敌优势种提供科学依据,用聚块样方方差分析法、灰色关联度法、空间聚集强度指数、种群聚集均数法和ρ指数法对安徽省合肥市‘乌牛早’和‘白毫早’茶园不同大小聚块条件下的假眼小绿叶蝉及其7种蜘蛛类的天敌空间关系进行分析。假眼小绿叶蝉与其7种蜘蛛类天敌均方差峰值时的聚块样方数的关联度分析结果表明:‘乌牛早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是茶色新圆蛛Neoscona theisi(0.753 5)、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(0.720 1)、锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa(0.681 3)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(0.644 2)。‘白毫早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是粽管巢蛛Clubiona japonicola(0.823 5)、鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata(0.800 9)、锥腹肖蛸(0.794 2)和茶色新圆蛛(0.794 2)。两种茶园前四种天敌中相同的天敌是茶色新圆蛛和锥腹肖蛸。假眼小绿叶蝉在聚块内基本样方数k为1、2、4、8时,随着聚块内基本样方数的增多,聚集分布格局时的扩散系数C不断增大,均匀和随机格局时扩散系数不断减小。聚块内基本样方数k为2、4、8时与k为1时的假眼小绿叶蝉的空间分布聚集程度差异均不显著。假眼小绿叶蝉的种群聚集均数λ多数情况均大于2,其聚集是该虫本身原因引起的,假眼小绿叶蝉在种群聚集均数λ为正值时,随着聚块内基本样方数的增加,则种群聚集均数λ不断增大。用假眼小绿叶蝉不同大小聚块的ρ指数判断个体群聚集时的最小范围是聚块中有1个基本样方,即本文的4 m~2。该研究为该虫抽样时确定样方大小提供了科学依据。     

毛薯的营养成分分析和聚类分析

为选育出优良的毛薯种质,本研究以海南大学薯蓣种质资源圃里的80份毛薯为材料,以河南焦作温县的垆土铁棍山药为对照,采用苯酚硫酸法、考马斯亮蓝法以及蒽酮比色法对其干物质、粗多糖、蛋白、可溶性糖和淀粉含量进行测定和比较分析。结果表明:毛薯的干物质含量介于18.62%~38.88%,粗多糖含量介于2.88%~15.82%、蛋白含量介于5.14%~10.71%、可溶性糖含量介于0.1%~13.84%、淀粉含量介于11.94%~64.28%。与对照山药相比,Ds96所测品质均优于对照,可优先选择推广。此外,毛薯各营养品质之间存在着一定的相关性,干物质与糖类存在显著负相关,与蛋白和淀粉表现为正相关。通过对80份毛薯的营养品质进行聚类分析,在欧式距离为3.17时,可将其分为八类,按类群来看,类群Ⅳ各营养价值适中,其他类群在某些营养上比较优秀,可根据需要进行优良资源选择。      

川北地形过渡带地形因子对土地利用与景观格局变化的影响

[目的]基于地形特征分析不同用地类型时空分布变化,不仅能解释土地利用时空变化规律,并能更进一步为优化土地利用结果,生态环境保护奠定基础。[方法]基于四川省北部江油市2003,2010,2018年3期遥感影像,运用土地利用转移矩阵法,分析不同用地类型之间的转化情况;接着利用地形位指数法、分布指数法,分析地形因子影响下不同用地类型分布指数变化特征;之后利用移动窗口法,探究景观格局中斑块密度与Shannon多样性指数时空变化规律;最后结合双变量空间相关性分析,分析地形因子与景观指数间的空间相关性特征。[结果](1)在2003—2010年期间,水田面积减少最多(减少面积2 238.98 hm~2),建设用地面积增加最多(面积增加3 360.36 hm~2);在2010—2018年期间,水田面积减少1 175.84 hm~2,建设用地面积增加1 614.78 hm~2;2003—2010年期间江油市土地利用的变化量整体高于2010—2018年。(2)北部山区主要由旱地转移为林草地,南部平原地区主要为水田转移为建设用地,中部丘陵区域旱地和水田相互转化强烈。(3)随时间变化,旱地和未利用地优势等级向中地形位等级靠拢;低地形位等级上建设用地、水田和水域优势度逐渐降低,并具有优势等级向较高地形位等级扩展趋势。(4)山区河流沿岸以及山地平原交汇处斑块密度与Shannon多样性指数较高,且呈线性分布;随时间变化,丘陵区域斑块密度增加,主城区附近Shannon多样性指数呈下降趋势。(5)高—高聚集区主要表现为向山地丘陵交汇处聚集;城区附近景观指数因受其他因素影响较多,导致该区域景观指数与地形位指数呈现出不显著相关性。[结论]在地形过渡带区域,不同地貌对于各类用地变化的影响在时空上存在差异性,其地形因子与景观指数的空间相关性差异明显。     

京津冀地区植被NDVI动态变化及其与气候因子的关系

[目的] 探究气候变化对植被覆盖变化的驱动机制，可为揭示区域乃至全球植被覆盖动态变化及其与气候变化之间的响应机制提供依据。[方法] 以MODIS NDVI，SRTM DEM，降水和气温为数据源，运用Theil-Sen Median趋势分析法、Mann-Kendall显著性检验法、R/S分析法和Pearson相关分析法等数学分析方法，结合ANUSPLIN气象插值模型，研究2001—2019年京津冀地区植被NDVI时空演变特征及预测未来变化趋势，并探究植被NDVI与降水和气温最大相关关系及时滞效应。[结果] ①2001—2019年京津冀地区植被NDVI整体呈波动上升趋势，上升速率为0.002 2/a，且未来植被NDVI呈改善趋势的面积略小于呈退化趋势的面积；②降水和气温对京津冀地区植被生长以正向促进作用为主，且降水对植被生长的作用强度高于气温；③植被NDVI对降水变化的滞后期略长于气温，京津冀地区植被生长受前3月的降水和前1月的气温影响最大。[结论] 在林业生态工程实施背景下，2001—2019年京津冀地区植被覆盖整体呈改善态势，尤以西北部为著；植被NDVI与降水和气温相关关系呈现出明显的地域差异，且植被生长相对降水和气温变化存在一定的滞后效应。