基于分形理论的路域植被生态系统空间异质性研究

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.2014.06.016

国家林草科技领军期刊
中国精品科技期刊
中国高校百佳科技期刊
江苏省新闻出版政府奖期刊奖
RCCSE林学权威期刊（A+）
CSCD核心期刊
Scopus数据库收录期刊
中文核心期刊
SCD核心期刊

作者加群：102861116

微信公众号：南京林业大学学报

高级检索

南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2014, Vol. 57 ›› Issue (06): 81-86.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.2014.06.016

基于分形理论的路域植被生态系统空间异质性研究

谢昧思^1,2,赵尘^1*

1.南京林业大学土木工程学院,江苏南京 210037;
2.中国市政工程西北设计研究院有限公司江苏分院,江苏南京 210017

出版日期:2014-12-31 发布日期:2014-12-31
基金资助:
收稿日期:2013-11-05 修回日期:2014-02-20
基金项目:江苏省研究生培养创新工程项目(CXZZ11-0522,CXLX13-523); 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
第一作者:谢昧思,硕士。*通信作者:赵尘,教授。E-mail: czh@njfu.edu.cn。
引文格式:谢昧思,赵尘. 基于分形理论的路域植被生态系统空间异质性研究[J]. 南京林业大学学报:自然科学版,2014,38(6):81-86.

Study on spatial heterogeneity of road-region vegetation ecosystem based on fractal theory

XIE Meisi^1,2,ZHAO Chen^1*

1. College of Civil Engineering,Nanjing Forestry University, Nanjing 210037,China;
2. Jiangsu Branch of CSCEC AECOM Consultants Co.,Ltd.,Nanjing 210017,China

Online:2014-12-31 Published:2014-12-31

摘要/Abstract

摘要： 通过实地观测获取南京市路域植被情况数据,对草类、灌木类、乔木类3种不同植被类型图斑形状指数标度-频度关系、自相似分形特征及决定系数进行网格法分析。在此基础上,通过变异矩阵分析、分维计算等方式,对满足分形特征的不同道路和坡向的路域植被进行植被配置合理性、空间异质性和生态稳定性的对比分析和量化考察。应用空间异质性理论与分形理论,将网格法与变异函数法结合,依次分析标度-频度关系、分形特征、空间异质性,准确计算出路域植被的分维指标数据。结果表明:连续的道路路域各植被类型存在标度-频度关系和自相似分形特征,分维指标可以准确定量地评价路域生态系统的空间异质性与生态稳定性。

Abstract: In this paper,road-region data of selected urban roads in Nanjing city was collected by means of field survey. The pots shape index scale-frequency relation,the self-similar fractal characteristics and the determination coefficient of three vegetation types of grass,shrubs and trees were analyzed with grid method. Based on the analytical results,the road-region vegetation ecosystem accorded with the fractal characteristics was studied by means of semi-variogram analysis and fractal dimension calculation. The rationality of vegetation arrangement,the spatial heterogeneity and the ecosystem stability of vegetation were analyzed comparatively and quantitatively for different road-region and slope directions. In this paper,the fractal and spatial heterogeneity theories were applied to study the vegetation landscape of the road-region ecosystem. The grid method and the semi-variogram method were combined to apply to the analysis. The scale-frequency relation,fractal characteristic and spatial heterogeneity was analyzed. These leaded to an accurate calculation result of fractal index of road-region vegetation. The result showed that the pots shape index scale-frequency relation and self-similar fractal characteristics existed in continuous road-region vegetation. Fractal dimension could accurately and quantitatively value the spatial heterogeneity and ecosystem stability of road-region ecosystem.

中图分类号:

S718.5

谢昧思,赵尘. 基于分形理论的路域植被生态系统空间异质性研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2014, 57(06): 81-86.

XIE Meisi,ZHAO Chen. Study on spatial heterogeneity of road-region vegetation ecosystem based on fractal theory[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2014, 57(06): 81-86.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.2014.06.016.

参考文献

[1] 赵德龙,刘万共,赵凤良.道路绿化[M].北京:人民交通出版社,2006.
[2] 王冠,芦建国.南京市道路绿化植物调查及分析[J].江苏林业科技,2011,38(4):11-17. Wang G,Lu J G. Investigation and analysis on road greening plants in Nanjing[J]. Journal of Jiangsu Forestry Science & Technology,2011,38(4):11-17.
[3] 朱晓华.地理空间信息的分形与分维[M].北京:测绘出版社,2007.
[4] 谢昧思,赵尘.基于分形理论的路域生态系统恢复研究初探[J].森林工程,2012,28(1):52-55. Xie M S,Zhao C. Preliminary study of road field heterogeneity ecological restoration based on fractal theory[J]. Forest Engineering,2012,28(1):52-55.
[5] 祖元刚,马克明,张喜军.植被空间异质性的分形分析方法[J].生态学报,1997,17(3):333-337. Zu Y G,Ma K M,Zhang X J.A fractal method for analysing spatial heterogeneity of vegetation[J]. Acta Ecologica Sinica,1997,17(3):333-337.
[6] 李哈滨,王政权,王庆成.空间异质性定量研究理论与方法[J].应用生态学报,1998,9(6):651-657. Li H B,Wang Z Q,Wang Q C. Theory and methodology of spatial heterogeneity quantification[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,1998,9(6):651-657.
[7] 王政权.地统计学及在生态学中的应用[M].北京:科学出版社,1999.
[8] 王政权,王庆成,李哈滨.红松老龄林主要树种的空间异质性特征与比较的定量研究[J].植物生态学报,2000,24(6):718-723. Wang Z Q,Wang Q C,Li H B. Characteristics and comparison of spatial heterogeneity of the main species of Korean pine in old growth forests[J]. Acta Phytoecologica Sinica,2000,24(6):718-723.
[9] 杜华强.森林排列空间结构分形地统计描述及其与热场之间的关系研究[D].北京:北京林业大学,2005. Du H Q. Fractal and geo-statistics characterization of forest arrangement spatial structure and its relationship with thermal field[D]. Beijing:Beijing Forestry University,2005.
[10] 陈灿.福州市城市绿地结构与异质性研究[D].福州:福建农林大学,2006. Chen C. Study on the structure and heterogeneity of the urban green space in Fuzhou[D]. Fuzhou:Fujian Agriculture and Forestry University,2006.
[11] 柳锦宝,姚云军,张永福.基于分维的多尺度植被空间格局分析[J].水土保持研究,2007,14(1):155-158. Liu J B,Yao Y J,Zhang Y F. The analysis of multi-scale spatial patterns of vegetation based on fractal geometry[J]. Research of Soil and Water Conservation,2007,14(1):155-158.
[12] Alados C L,Aich A E,Komac B,et al. Self-organized spatial patterns of vegetation in alpine grasslands[J]. Ecological Modelling,2007,201:233-242.
[13] Qian Y B,Wu Z m,Wang Z C,et al.Relationship of spatial heterogeneity for vegetation and aeolian sand soil properties on longitudinal dunes in Gurbantunggut Desert,China[J]. Environmental Earth Sciences,2012,69(6):2027-2036.
[14] 彭勇,孙立军.基于分形理论沥青混合料均匀性评价方法[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(10):1656-1659. Peng Y,Sun L J. Evaluating asphalt mixture homogeneity based on fractal theory[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2007,39(10):1656-1659.
[15] 朱晓华.中国主要地貌与地质灾害的空间分维及其关系研究[D].南京:南京师范大学,2002. Zhu X H. The study on the relationship between landform or geological hazard and spatial fractal dimension of China[D]. Nanjing:Nanjing Normal University,2002.

相关文章 15

[1]	鲁旭东, 董禹然, 李垚, 毛岭峰. 中国亚热带杉木人工林不同林分发育阶段的群落构建机制[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(1): 67-73.
[2]	邢冰冰, 李垚, 毛岭峰. 植物功能性状系统发育保守性的类群和地理分异研究——以中国被子植物最大株高为例[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(1): 59-66.
[3]	萨如拉, 王子瑞, 滑永春, 呼日查, 刘磊, 高明龙, 于晓雨. 基于结构方程模型的大兴安岭北部天然林森林生态系统恢复能力评价研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(1): 196-204.
[4]	路文燕, 董灵波, 田园, 汪莎杉, 曲宣怡, 魏巍, 刘兆刚. 基于树种组成的大兴安岭天然林主要树种树高-胸径曲线研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(4): 157-165.
[5]	宋歌, 韩芳, 许景伟, 杨志军, 穆豪祥, 王志勇, 王哲. 基于LandUSEM模型的山东沿海防护林树种分布适宜性分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(4): 42-50.
[6]	邹朋峻, 关庆伟, 袁在翔, 谷雨晴, 吴茜, 牛莹莹, 陈霞, 金雪梅. 紫金山南麓枫香种群结构与动态特征[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(3): 157-163.
[7]	孙美佳, 周志勇, 王勇强, 沈颖, 夏威. 有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(1): 67-75.
[8]	姚楠, 刘广全, 姚顺波, 贾磊, 林颖, 邓元杰, 侯孟阳. 基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(1): 180-188.
[9]	王麒淞, 国庆喜. 吉林东部天然次生林下光强衰减的空间分布特征[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(1): 101-108.
[10]	邹晓明, 王国兵, 葛之葳, 谢友超, 阮宏华, 吴小巧, 杨艳. 林业碳汇提升的主要原理和途径[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(6): 167-176.
[11]	徐晨, 阮宏华, 吴小巧, 谢友超, 杨艳. 干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(6): 195-206.
[12]	张瑞婷, 杨金艳, 阮宏华. 树干液流对环境变化响应研究的整合分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(5): 113-120.
[13]	李林珂, 王一诺, 薛潇, 张文, 吴焦焦, 高岚, 谭星, 荣星宇, 段儒蓉, 刘芸. 黄栌光合和呈色特性对重庆阴雨天气的响应[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(5): 95-103.
[14]	夏捷, 陈胜, 吴一凡, 张玮, 谢锦忠. 种植竹荪后毛竹林土壤微生物生物量和微生物熵的动态变化[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(4): 127-134.
[15]	郭弘婷, 纪小芳, 汪成, 邹汉鲁, 王丽艳, 姜姜. 我国人工林林下灌木层植物多样性空间变异及影响要素[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(4): 144-152.

基于分形理论的路域植被生态系统空间异质性研究

Study on spatial heterogeneity of road-region vegetation ecosystem based on fractal theory

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

作者

读者

审稿