基于元胞自动机复合模型的村镇土地利用变化模拟

为向村镇土地利用规划和管理提供合理决策依据,开展村镇土地利用空间格局变化进行模拟研究。在元胞自动机模型基础上,引入马尔科夫模型和多标准评价方法,构建元胞转移数量规则及空间位置规则,从自然环境、社会经济与政策等3方面分析土地利用影响因子,构造元胞自动机复合模型;选取北京市房山区为研究区,以村镇为单元对其土地利用空间格局进行模拟。结果显示:房山区的耕地、林地面积不断减少,建设用地占用农用地现象突出;人口集中、农业资源丰富的平原区各村镇土地利用变化明显。研究表明,多标准评价方法使元胞转移空间位置有规律可循,并有效避免模拟结果中大量错误斑点的产生;以村镇为单元进行分析,模拟的结果更加精细和合理。     

基于GIS与CA模型的土地利用变化前期研究——以山东省招远市为例

在元胞自动机模型研究的基础上,提出将GIS与元胞自动机模型相结合进行土地利用变化研究。通过前期的工作,定义元胞自动机模型的元胞空间、元胞状态等,为下一步工作打下坚实基础。     

一种基于元胞自动机的改进遗传算法

针对遗传算法中存在搜索效率和解精度低的问题,结合元胞自动机模型,提出了一种改进的遗传算法——竞争杂交算法。在适应度函数中运用元胞自动机模型进行竞争复制,在确定交叉算子时进行杂交,依此来对遗传算法进行改进。仿真结果表明,竞争杂交算法在搜索速度和概率上比简单遗传算法要高一些。     

基于GIS和元胞自动机的土地利用/覆盖变化模拟——以滇西北香格里拉县为例

选取林地面积减少较为严重的滇西北香格里拉县为例,对研究区的土地利用变化驱动机制进行了分析,并集合GIS技术,尝试运用元胞自动机理论构建Loit模型对研究区的土地利用空间格局进行了模拟和预测.模拟的Kappa指数为0.79,表明CA模型在土地利用/覆盖变化的预测方面有巨大优势.     

基于规则学习的林火蔓延元胞自动机模型

由于元胞自动机模型本质上的自组织特性与林火行为很接近,近年来基于元胞自动机的林火蔓延模型引起了广泛的关注.典型的元胞自动机是按照确定的映射规则自主地随时间演进的.当环境发生变化的时候规则需要由人工静态地进行调整、修正,因此效率低、对环境变化的适应能力差,模型的可移植性也不令人满意.这是基于CA的林火蔓延模型难以推广的主要原因之一.本文提出了一种应用人工免疫机制对元胞自动机规则进行自适应调节的方法,并在此基础上建立了一个林火蔓延实验模型.仿真实验表明经过规则学习,该模型具有了一定的火线形状的自纠正能力.     

基于元胞自动机的林火蔓延时空演变研究

以林火蔓延时空演变过程的计算机模拟为研究目的,提出一种 GIS空间分析功能和元胞自动机模拟功能相结合的林火蔓延模拟方法.探讨影响林火蔓延的因素,将林火蔓延影响因子概括为土壤特性、可燃物特性、气象因子、地形因子和地理阻隔因素;分析林火蔓延模型,选取毛贤敏的王正非修正模型进行模拟;结合元胞自动机和GIS空间分析技术,对元胞属性赋值;根据林火蔓延的特点,设置元胞的状态;利用元胞扩散算法对元胞扩散过程进行模拟;最后,开发了一个原型系统,对林火蔓延的时空演变过程进行展示.结合 GIS空间分析功能和元胞自动机技术能够较好地对林火的时空演变过程进行模拟.     

元胞自动机模型在森林景观生态规划中的应用

元胞自动机是有时空特征的离散型动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力,对于有空间特征的森林空间结构模拟及景观生态规划具有极大的应用价值。运用GIS描述和处理静态空间信息,元胞自动机模型(CA)则为动态的模型,CA与GIS集成将极大促进GIS对森林景观过程的模拟能力。文章论述了用元胞自动机模型进行森林景观生态规划的基本构想。     

“生态位”元胞自动机在低丘缓坡资源建设适宜性评价中的应用

针对于低丘缓坡资源的综合开发利用,需要进行低丘缓坡资源的建设适宜性评价,有必要把生态学的概念引入其中,以减少开发过程中带来的弊端.提出了基于“生态位”元胞自动机（CA）的新模型,同时将该模型应用于拥有典型的低丘缓坡资源,处于云南省中部的安宁市,探讨了如何通过“生态位”元胞自动机和GIS的结合对安宁市低丘缓坡资源进行建设适宜性评价,根据元胞在t时刻的适宜建设的概率,将元胞的建设适宜性分为4个等级,即高适宜（S1）、中等适宜（S2）、勉强适宜（S3）、不适宜（N）,从而得出安宁市低丘缓坡资源建设适宜性结果,为更加合理地利用低丘缓坡资源提供参考.     

基于物元可拓模型的数控机床可靠性评价

文章采用可拓学中的物元理论和可拓集合理论,建立可靠性评价物元模型经典域、节域,引入可拓集合论中的关联函数计算关联度,确定待评子系统的可靠性等级。     

集合种群研究进展

自然种群的空间分布形式是占据斑块状的栖息地,并且不断地转换栖息地、不断进行局部灭绝和重建的过程。通过对集合种群理论的概述,总结了栖息地片断化对动物的影响,结合集合种群理论列举了探讨集合种群理论的模型,分析了栖息地片断化与集合种群的联系,展望了集合种群应用的前景。     

A large-scale deforestation experiment: effects of patch area and isolation on Amazon birds

As compared with extensive contiguous areas, small isolated habitat patches lack many species. Some species disappear after isolation; others are rarely found in any small patch, regardless of isolation. We used a 13-year data set of bird captures from a large landscape-manipulation experiment in a Brazilian Amazon forest to model the extinction-colonization dynamics of 55 species and tested basic predictions of island biogeography and metapopulation theory. From our models, we derived two metrics of species vulnerability to changes in isolation and patch area. We found a strong effect of area and a variable effect of isolation on the predicted patch occupancy by birds.     

基于复合种群的阿根廷滑柔鱼资源评估和管理策略评价

以西南大西洋阿根廷滑柔鱼为例,利用基于贝叶斯统计方法的Schaefer模型分单一种群和复合种群2种种群方案,对其资源量进行评估,并对其管理策略做了风险分析。研究表明,年渔获量数据和资源丰度指数数据为贝叶斯资源评估模型提供了足够多的信息。单一种群方案和复合种群方案下的模型参数的预测值及估算的最大可持续产量接近,单一种群方案下的捕捞死亡率低于限制参考点F_(lim),复合种群方案下的南部种群存在捕捞死亡率大于限制参考点F_(lim)的年份,但随着捕捞死亡率的减小资源量恢复到良好水平。决策分析表明,在单一种群方案和复合种群方案下,当收获率设定为0.3及以下时,资源能够保持在可持续利用的良好水平,保守的管理策略可将收获率设定在0.2至0.3,相应的持续渔获量为80万t左右。     

自然保护区设置的若干问题探讨

建立了一个既包含局域种群动态，又包含集合种群侵占率的模型，并在这两个层次上进行了计算机模拟，结果表明：１）集合种群的存活时间随着保护区数目的增大先增大而后减小，即保护区的数目维持在中等大小时最有利于种群在集合种群水平上的存活。２）种群的初始分布对自然保护区数量的最优值的影响不明显。     

物种分布模型理论研究进展

利用物种分布模型估计物种的真实和潜在分布区,已成为区域生态学与生物地理学中非常活跃的研究领域。然而,到目前为止,这项技术的理论基础仍然存在不足之处,一些关键的生态过程未能被有效纳入到物种分布模型的理论框架中,从而为解释物种分布模型预测的结果带来了诸多困惑。鉴于此, 总结了物种分布模型的理论基础;系统探讨了物种分布模型与物种分布区的关系;特别指出了物种分布模型研究中存在的理论问题;重点阐述了物种分布模型未来的发展方向。研究认为,物种分布模型与生态位理论、源-库理论、种群动态理论、集合种群理论、进化理论等具有重要的联系;正确理解物种分布模型的预测结果与物种分布区的关系,有赖于对影响物种分布的3个主要因素(环境条件、物种相互作用与物种迁移能力)做出定量的分离;目前物种分布模型主要存在的问题是未能将物种的相互作用和物种的迁移能力有效纳入到模型的构建过程中;未来物种分布模型的发展应该加强模型背后理论框架的研究,并进一步加强整合物种相互作用过程、种群动态过程、迁移过程和物种进化过程等内容。研究还认为,从更高的理论层次模拟功能群和群落结构将是未来物种分布模型的重要发展方向。     

Metapopulation persistence with age-dependent disturbance or succession

Simple metapopulation models with random disturbances are used in species conservation or management, relying on the condition for persistence that the per-patch colonization rate be greater than the per-patch extinction rate. For a general model incorporating the role of succession or patch age-dependent extinction, I show that persistence requires the per-patch colonization rate to be greater than the inverse of mean patch age, where age is the time since the patch became available for colonization. Because mean patch age can be arbitrarily large relative to the extinction rate, currently persisting metapopulations may be persisting despite small colonization rates, and management approaches that do not consider the role of mean patch age may unnecessarily doom populations to extinction.     

Stability via asynchrony in Drosophila metapopulations with low migration rates

Very few experimental studies have examined how migration rate affects metapopulation dynamics and stability. We studied the dynamics of replicate laboratory metapopulations of Drosophila under different migration rates. Low migration stabilized metapopulation dynamics, while promoting unstable subpopulation dynamics, by inducing asynchrony among neighboring subpopulations. High migration synchronized subpopulation dynamics, thereby destabilizing the metapopulations. Contrary to some theoretical predictions, increased migration did not affect average population size. Simulations based on a simple non-species-specific population growth model captured most features of the data, which suggests that our results are generalizable.     

自然保护区面积确定方法探讨

自然保护区面积确定问题是自然保护区建设和管理以及自然保护区学中迫切需要解决的问题.该文分析了自然保护区面积确定问题的复杂性,阐述了岛屿生物地理学、种群生存力分析、最小可存活种群、有效种群理论、群落或生态系统稳定性等理论或观点在自然保护区面积确定中的应用和不足,并对解决自然保护区面积确定问题提出了一些可能的途径,包括集合种群理论、景观生态学理论的应用,加强种群生存力分析应用的研究,对某些自然保护区可以考虑种子雨与群落演替规律,有时也可以考虑动物行为学的特征等.      

消费需求模型的理论与应用

随着消费需求函数形式的不断丰富和复杂化，形成多种消费需求模型，广泛应用于食品需求结构分析，农产品进出口贸易等研究领域.论文通过对消费需求模型理论研究进行梳理，通过理论假设和理论约束的分析，梳理出应用较广的消费需求模型的主要类型的理论依据和数理分析逻辑，以及模型应用过程中面临的问题和各自的优、缺点.研究结论将有助于加深对消费需求模型理论与实证应用的理解，为有关消费需求的研究提供可选择的研究方法和研究依据.     

农业试验数学模型生成系统设计

以农业试验设计方法为依据，数学模型理论为指导，程序设计为工具，研制了“农业试验数学模型生成系统”。该系统分为回归分析模型、相关分析模型、聚类分析模型、时间序列分析模型和方差分析五个主要功能模块。