景觀生態(tài)學的數(shù)學方法(編輯修改稿)
2025-02-11 19:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 an的 I 系數(shù)和 Geary 的 c 系數(shù) ? I 系數(shù) ：取值范圍在 1 倒 1 之間， 0 表示負相關， 0 表示正相關， 接近于 0 表示不相關。 ? c 系數(shù) ：取值范圍在 0 倒 2 之間， 1 表示負相關， 1 表示正相關， 接近于 1 表示不相關。 ? 可通過統(tǒng)計學方法檢驗 I 值和 c值是否顯著地偏離不相關值，即相關性是否顯著。 ? 自相關圖（ Correlogram） 空間自相關系數(shù)隨觀察的尺度改變而變化。在空間自相關分析時，在一系列 不同尺度 上計算空間自相關系數(shù)， 以樣點間距為橫坐標，以相關系數(shù)為中坐標， 繪出的圖稱自相關圖。 自相關圖能反映自相關性隨尺度的變化。 二、半方差分析 semivariance analysis ? 半方差分析是地統(tǒng)計學 (Geostatistic)的重要組成部分。地統(tǒng)計學是一系列檢測、模擬、估計變量在空間上的相關關系和格局的統(tǒng)計學方法。 ? 地統(tǒng)計學強調(diào) 在短距離之內(nèi)的觀察值比遠距離的觀察值要更相似，即方差較小 。 ? 半方差分析的用途主要有 2種， 一是描述和識別空間格局，二是用于局部優(yōu)化差值 (Kriging). 景觀生態(tài)學常用其第一個用途。 ? 半方差是估計變量空間自相關性的一種方法。 ? 半方差的定義及計算公式 Z表示某一系統(tǒng)隨機變量， x為空間位置， n為樣本， VarZ(x)為方差， h為配對抽樣間隔距離， n(h)是抽樣間距為 h時的樣點對的總數(shù)， Z（ xi）和 Z（ xi+h）分別是 xi和 xi+h點的取值。 ? 理想化的半方差圖 自相關閾值： autocorrelation range 結構方差： structural variance 塊金方差 nugget variance 基臺值： sill ?基臺值 表示 變量在該區(qū)域中總的變異性 ?塊金方差 是 最小抽樣距離的空間變異性 及 測量誤差的 ?結構方差 表示空間非隨機性造成的變異性減小的值 ?自相關閾值 表示變量空間自相關性的空間幅度，大于該閾值的空間尺度上不再存在自相關 ?景觀生態(tài)學中，根據(jù)半方差圖可判斷景觀是否具有斑塊性，斑塊格局的規(guī)律，斑塊大小及尺度特征。 ? 幾種典型空間結構與其半方差圖 邊界明顯 變化不規(guī)則，非線性增加 突變在所有尺度上 空間梯度逐漸增加 周期性變化 無空間依賴性 具有多尺度特征的等級結構的半方差圖 三、尺度方差分析 scale variance analysis ? 尺度方差是一種空間等級分析方法，可用來確定系統(tǒng)總方差在各個組織水平上的分配，反映變量不同組織水平上的變異程度。 ? 尺度方差分析在鑒別景觀的多尺度性以及景觀的等級結構特別有效。 ? 方差的可分解性是尺度方差分析的理論基礎 ? 下面以 4個層次的等級系統(tǒng)為例，給出方差分解公式： ? 尺度方差公式 ? 用尺度方差、空間自相關系數(shù)鑒別等級尺度 四、孔隙度分析 (Lacunarity analysis) ?孔隙度分析與分形幾何的發(fā)展有密切關系。 ?孔隙度隨尺度變化的曲線可以 反映景觀中的空間質(zhì)地 (texture)，在景觀生態(tài)學研究中受到重視。 ?孔隙度曲線的不光滑性能反映景觀的特征尺度。 ? 孔隙度的計算方法 ? 孔隙度的應用舉例 第三節(jié)：景觀模型 建立景觀模型的必要性 ? 第一，由于受時間、空間以及設備和資金的限制，在 大尺度上進行實驗和觀測研究往往困難重重 ，而模擬可以充分利用和推廣所得的有限數(shù)據(jù)。 ? 第二，在實際景觀研究中，由于很難找到兩個在時間和空間上相同或相似的景觀， 重復性研究往往不可能 ，而這一問題可通過模型模擬來幫助解決。 ? 第三，景觀空間結構和生態(tài)學過程花 多重尺度 上相互作用、不斷變化，對于這些動態(tài)現(xiàn)象的理解和預測就必須要借助于模型。 ? 第四，景觀模型可以綜合不同時間和空間尺度上的信息，成為環(huán)境保護和資源管理的有效工具。 一 、 模型的含義 是某種對現(xiàn)實系統(tǒng)或現(xiàn)象的抽象或簡化； 具體地說 ， 模型是對真實系統(tǒng)或現(xiàn)象最重要的組成單元及其相互關系的表述 。 ? 模型的定義 ? 預測 ? 增強理解 ? 診斷現(xiàn)有知識中的重要
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