Ordination of self-organizing feature map neural networks and its application to the study of plant communities

A self-organizing feature map (SOFM) neural network is a powerful tool in analyzing and solving complex, non-linear problems. According to its features, a SOFM is entirely compatible with ordination studies of plant communities. In our present work, mathematical principles, and ordination techniques and procedures are introduced. A SOFM ordination was applied to the study of plant communities in the middle of the Taihang mountains. The ordination was carried out by using the NNTool box in MATLAB. The results of 68 quadrats of plant communities were distributed in SOFM space. The ordination axes showed the ecological gradients clearly and provided the relationships between communities with ecological meaning. The results are consistent with the reality of vegetation in the study area. This suggests that SOFM ordination is an effective technique in plant ecology. During ordination procedures, it is easy to carry out clustering of communities and so it is beneficial for combining classification and ordination in vegetation studies. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2008, 30(1): 1–5 [译自: 北京林业大学学报]     

果园夏季杂草数量生态学研究

2009年夏季采用1m×1m样方法对山西省太谷县的山西省农业科学院果树研究所果园夏季杂草群落进行调查,分析不同样地杂草群落的发生规律,并在此基础上,采用双向指示种分析法（CTWINS—PAN）和除趋势对应分析法（DCA）对群落进行了数量分类和排序分析。调查共发现73种杂草,属于27科62属,其中入侵杂草最多的为菊科（14种）和禾本科（11种）。TWINSPAN等级分类将该果园66个样方划分为11个群丛,分类结果较好地反映了该果园夏季杂草群落类型与环境梯度之间的关系,并在DCA二维排序图上得到较好的验证,即DCA第1轴主要反映了土壤水分的变化情况,从左到右土壤水分逐渐增多;第2轴主要反映了土壤养分的变化趋势,从上向下土壤养分逐渐减少,说明杂草群丛的分布格局与土壤水分和养分的密切关系,组成果园夏季杂草的优势种群能客观反映群落的生境特征．     

The adventive flora of New Zealand

The ecological grouping (Decreaser and Increaser groups) of individual species was determined on two topographical units in the Highland Sourveld of the Orange Free State. For this purpose gradients were selected, giving special attention to fence‐line comparisons, vegetation at different distances from watering points and ungrazed vegetation. The ecological grouping (Decreaser and Increaser groups) of species on a grazing gradient differed not only for different topographical units, but also for sub‐habitats within a certain unit. Broad standardized groupings of species into Decreaser and Increaser groups are therefore scientifically wrong and of little practical use.     

福建海岛亚热带灌丛的极点排序

应用极点排序法对福建海岛灌丛群落样地进行排序 ,排序结果与聚类的结果基本一致 ,表明了极点排序法可以揭示灌丛群落之间的相互联系以及群落分布与环境之间的关系 ,有助于灌丛群落的分类研究     

火地塘林区主要景观类型地形格局及其解释

运用典范对应分析(CCA)方法分析了地形对火地塘林区主要森林景观类型分布格局的影响;同时引入每个样本的空间坐标,定量分离了地形、空间及其交互作用等因素对景观格局总体变异的影响。研究结果表明,地形、空间及其交互作用解释的植被结构变异分别为4.465%,15.659%和3.78%,总共解释了全部植被结构变异的23.906%,尚有76.094%的变异不能得到解释。     

太白山南坡蝗虫群落排序及环境因素分析

应用主分量分析(PCA)和相关分析方法,对秦岭太白山南坡蝗虫群落垂直分布样方资料进行了分析,并通过排序值与环境参数的多元回归,对各群落类型的定量解释.结果表明,大体上可将这些蝗虫群落分为低山、中山和高山3种主要类型.其中,低山蝗虫群落包括农耕带、常绿阔叶落叶林带和辽东栎杂木林带,中山蝗虫群落包括桦木林带和冷杉林带,高山蝗虫群落包括落叶松林带及高山草甸带.相关分析及回归分析显示,其蝗虫分布主要取决于热量、温度及植被状况,它们可通过环境因素参数的数学表达式定量确定.     

额济纳河岸胡杨林天然植被的数量分类与排序

应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势典范对应分析(DCCA)对额济纳河岸胡杨(Populus euphratica Oliv.)林天然植被进行了分类和排序.TWINSPAN分类结果将8个样方划分为4个群丛,并分别对每个生境进行了论述.DCCA二维排序图较好地验证了TWINSPAN的分类结果,其纵、横坐标均反映了群丛所在环境的地下水位、空气相对湿度、土壤含水量、相对高程等生态因子的梯度变化.种的DCCA排序和各环境因子的相关性分析结果表明,地下水位是所有因子中对植物群落分布起决定性作用的环境因子.     

运用模糊排序研究露天矿区人工植被土壤主要化学成分的变化

该文应用模糊数学排序方法,对矿区样地土壤中主要化学成分和植被数据进行直接梯度分析,探讨矿区土壤环境与植被分布格局及植被动态的相互关系.结果表明通过FSO多因子排序分析,在时间梯度上,土壤中有机质、N、P、K和Zn的含量随着演替时间的增加而逐渐增高,结合双因子排序分析结果得出,土壤中有机质含量与植物的分布格局重要相关,N、P、K和Zn在土壤中的含量也随着复垦时间而发生变化.而土壤pH值、电导率及Cu、Mn的含量随时间的变化规律不十分明显,说明这几种化学成分不是影响植物分布与发展演变的主要因子.模糊数学排序与DCA、DCCA结合使用,可以直观地得出多个环境因子与植物群落之间的关系.     

自然保护区次级自然单元群落物种多样性优先保护评价体系构建

沟系作为自然保护区内次级自然单元和管护单元,具有较强的分区确限性和可控性,主观因素少,便于制订针对性强的自然保护区规划和管护措施.以沟系作为评价尺度,构建群落物种多样性优先保护评价体系,有助于增强自然保护区规划及功能区划的科学性,进一步提高自然保护区管理水平.以连城国家级自然保护区为例,通过主成分分析方法,建立了群落类型及沟系群落物种多样性优先保护评价体系.结果表明:该保护区群落类型优先保护顺序为:青杄林、红桦林、绣线菊灌丛、杜鹃灌丛、青海云杉林、小檗灌丛、糙皮桦林、油松林、栒子灌丛、白桦林、祁连圆柏林、山杨林、鼠李灌丛、金露梅灌丛、锦鸡儿灌丛以及柳灌丛;沟系优先保护顺序为:岗子沟、竹林沟、曲红土沟、小杏儿沟、下细沟、棚子沟、吐鲁沟、铁城沟、小岗子沟、指南北沟、景致沟、上细沟、水磨沟以及苏都沟.     

杏树品种过氧化物同工酶数量分类的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳系统,对河南早熟杏和桃杏１０个品种进行了过氧化物同工酶的测定。其结果表明,杏树酶谱具多态特性,其主导酶谱Ｒｆ为０４４～０４５;每个品种均有特征酶谱（Ｒｆ）,或以酶带数目、宽度、活性强弱相区别。同时,采用排序方法及系统聚类分析方法,对杏树１０个品种的过氧化物同工酶酶谱的相似程度进行研究结果发现：两种方法研究的结果与其酶谱分类、形态分类非常吻合,从而为杏树品种的鉴定与检验及其合理划分,提供了新的依据和手段。