基于圖論的景觀圖表達(dá)、分析及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-07-05 16:17
景觀結(jié)構(gòu)和空間格局一直是景觀生態(tài)學(xué)的核心問(wèn)題,圖論的應(yīng)用為景觀格局的分析提供了一種研究框架,基于圖論的景觀圖逐漸被應(yīng)用于生物多樣性保護(hù)的連通性建模和景觀規(guī)劃的決策支持研究,景觀圖的表達(dá)、分析和應(yīng)用已成為保護(hù)生物學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文首先介紹了景觀圖的圖論基礎(chǔ),在Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上,檢索了1993—2019年在標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞中出現(xiàn)"landscape graph"、"connectivity"和"network"詞匯的257篇已發(fā)表的期刊論文。從年發(fā)文量、來(lái)源期刊、研究區(qū)域、研究機(jī)構(gòu)、景觀類(lèi)型等方面分析了該領(lǐng)域的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。分析發(fā)現(xiàn),2017年之前,發(fā)表的期刊論文數(shù)量整體呈上升趨勢(shì),2017年之后年發(fā)文量逐年下降;主要研究力量集中在美國(guó)、西班牙、法國(guó)、加拿大和中國(guó),發(fā)文量占到86.8%。大部分研究成果發(fā)表在"Landscape Ecology"、"Landscape and Urban Planning"和"Biological Conservation"期刊上。在研究?jī)?nèi)容上,景觀圖表達(dá)主要包括點(diǎn)的定義、邊的度量和景觀的模擬3方面,景觀圖分析研究包括分析指數(shù)、...
【文章來(lái)源】:應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,31(10)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
圖論中3種不同的圖類(lèi)型示意圖
圖的最小生成樹(shù)、子圖(分量)及組分示意圖
表1 圖論的主要術(shù)語(yǔ)及其生態(tài)學(xué)含義Table 1 Main terms of graph theory and their ecological meaning 名詞Term 定義Definition 生態(tài)學(xué)含義Ecological meaning 示例Example 節(jié)點(diǎn)Node 圖的基本要素,通常用點(diǎn)來(lái)表示 具有某種空間或質(zhì)量屬性的生境斑塊 圖1中的a、b、c、 d、e、f 邊Edge 表示節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系,可以具有方向和權(quán)值 反映了生境斑塊之間的功能關(guān)系,可以用二元鄰接關(guān)系、距離、擴(kuò)散概率和死亡概率等來(lái)表示;邊的方向代表生境斑塊之間流的方向 圖1中的ab、bc、bd、cd、de、df、ef 路徑Path 節(jié)點(diǎn)或邊的序列 代表生態(tài)流在生境斑塊運(yùn)行的可能路線 圖1中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑為ab-bc 路徑長(zhǎng)度Path length 節(jié)點(diǎn)之間邊的權(quán)值之和,在無(wú)權(quán)圖中,長(zhǎng)度代表邊的數(shù)量 當(dāng)邊的權(quán)重代表生物體在生境斑塊之間的遷徙死亡概率的時(shí)候,路徑長(zhǎng)度反映的是生境斑塊之間遷徙路線的死亡概率之和 圖1A中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑長(zhǎng)度為2;圖2A中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑長(zhǎng)度為5 最短路徑Shortest path 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間長(zhǎng)度最小的路徑 當(dāng)邊的權(quán)重代表生物體在生境斑塊之間的遷徙死亡概率時(shí),最短路徑反映的是兩個(gè)生境斑塊之間遷徙死亡概率最小的路線 圖2A中,節(jié)點(diǎn)a和d之間的最短路徑為ab-bc-cd 最小生成樹(shù)Minimum spanning tree 加權(quán)圖中,邊權(quán)值之和最小的生成樹(shù) 在景觀圖中,最小生成樹(shù)通常由生境斑塊和它們之間的最短路徑組成 圖2B為圖2A的最小生成樹(shù) 中心度Centrality 節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的相對(duì)重要程度 景觀要素在網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)關(guān)系和生態(tài)過(guò)程中的重要程度或影響力,當(dāng)節(jié)點(diǎn)具有較高的中心度時(shí),該節(jié)點(diǎn)代表的斑塊所載較多的生態(tài)流,該斑塊的缺失將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重退化或生態(tài)過(guò)程斷裂 - 分量Component 分量?jī)?nèi)的節(jié)點(diǎn)相互連接;分量之間沒(méi)有節(jié)點(diǎn)相連 同一分量?jī)?nèi)的生境斑塊之間相互可達(dá),并且連接緊密;不同分量之間不存在某種生態(tài)流運(yùn)行或較弱,由生境斑塊組成的小分量可能會(huì)遭遇物種的永久滅絕 圖2C 組分Compartment 同一個(gè)組分內(nèi)節(jié)點(diǎn)連接比較緊密,組分之間節(jié)點(diǎn)連接比較稀疏 同一組分內(nèi)生境斑塊之間的生態(tài)流(或生態(tài)通量)強(qiáng)于組分之間的生態(tài)流(或生態(tài)通量) 圖2D圖4 文獻(xiàn)所屬?lài)?guó)家
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J]. 劉世梁,侯笑云,尹藝潔,成方妍,張?jiān)虑?董世魁. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]整合電路理論的生態(tài)廊道及其重要性識(shí)別[J]. 宋利利,秦明周. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]景觀連接度的生態(tài)學(xué)意義及其應(yīng)用[J]. 陳利頂,傅伯杰. 生態(tài)學(xué)雜志. 1996(04)
本文編號(hào):3266406
【文章來(lái)源】:應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,31(10)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
圖論中3種不同的圖類(lèi)型示意圖
圖的最小生成樹(shù)、子圖(分量)及組分示意圖
表1 圖論的主要術(shù)語(yǔ)及其生態(tài)學(xué)含義Table 1 Main terms of graph theory and their ecological meaning 名詞Term 定義Definition 生態(tài)學(xué)含義Ecological meaning 示例Example 節(jié)點(diǎn)Node 圖的基本要素,通常用點(diǎn)來(lái)表示 具有某種空間或質(zhì)量屬性的生境斑塊 圖1中的a、b、c、 d、e、f 邊Edge 表示節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系,可以具有方向和權(quán)值 反映了生境斑塊之間的功能關(guān)系,可以用二元鄰接關(guān)系、距離、擴(kuò)散概率和死亡概率等來(lái)表示;邊的方向代表生境斑塊之間流的方向 圖1中的ab、bc、bd、cd、de、df、ef 路徑Path 節(jié)點(diǎn)或邊的序列 代表生態(tài)流在生境斑塊運(yùn)行的可能路線 圖1中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑為ab-bc 路徑長(zhǎng)度Path length 節(jié)點(diǎn)之間邊的權(quán)值之和,在無(wú)權(quán)圖中,長(zhǎng)度代表邊的數(shù)量 當(dāng)邊的權(quán)重代表生物體在生境斑塊之間的遷徙死亡概率的時(shí)候,路徑長(zhǎng)度反映的是生境斑塊之間遷徙路線的死亡概率之和 圖1A中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑長(zhǎng)度為2;圖2A中,節(jié)點(diǎn)a和c之間的路徑長(zhǎng)度為5 最短路徑Shortest path 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間長(zhǎng)度最小的路徑 當(dāng)邊的權(quán)重代表生物體在生境斑塊之間的遷徙死亡概率時(shí),最短路徑反映的是兩個(gè)生境斑塊之間遷徙死亡概率最小的路線 圖2A中,節(jié)點(diǎn)a和d之間的最短路徑為ab-bc-cd 最小生成樹(shù)Minimum spanning tree 加權(quán)圖中,邊權(quán)值之和最小的生成樹(shù) 在景觀圖中,最小生成樹(shù)通常由生境斑塊和它們之間的最短路徑組成 圖2B為圖2A的最小生成樹(shù) 中心度Centrality 節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的相對(duì)重要程度 景觀要素在網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)關(guān)系和生態(tài)過(guò)程中的重要程度或影響力,當(dāng)節(jié)點(diǎn)具有較高的中心度時(shí),該節(jié)點(diǎn)代表的斑塊所載較多的生態(tài)流,該斑塊的缺失將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重退化或生態(tài)過(guò)程斷裂 - 分量Component 分量?jī)?nèi)的節(jié)點(diǎn)相互連接;分量之間沒(méi)有節(jié)點(diǎn)相連 同一分量?jī)?nèi)的生境斑塊之間相互可達(dá),并且連接緊密;不同分量之間不存在某種生態(tài)流運(yùn)行或較弱,由生境斑塊組成的小分量可能會(huì)遭遇物種的永久滅絕 圖2C 組分Compartment 同一個(gè)組分內(nèi)節(jié)點(diǎn)連接比較緊密,組分之間節(jié)點(diǎn)連接比較稀疏 同一組分內(nèi)生境斑塊之間的生態(tài)流(或生態(tài)通量)強(qiáng)于組分之間的生態(tài)流(或生態(tài)通量) 圖2D圖4 文獻(xiàn)所屬?lài)?guó)家
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J]. 劉世梁,侯笑云,尹藝潔,成方妍,張?jiān)虑?董世魁. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]整合電路理論的生態(tài)廊道及其重要性識(shí)別[J]. 宋利利,秦明周. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]景觀連接度的生態(tài)學(xué)意義及其應(yīng)用[J]. 陳利頂,傅伯杰. 生態(tài)學(xué)雜志. 1996(04)
本文編號(hào):3266406
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