基于結(jié)構(gòu)熵的加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究
發(fā)布時(shí)間:2019-11-21 12:54
【摘要】:森林系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)森林健康、可持續(xù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,而對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)一直以來(lái)都是研究的難點(diǎn),尤其對(duì)于區(qū)域較大的整個(gè)森林系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究,目前并沒(méi)有一個(gè)較為統(tǒng)一且系統(tǒng)的方法。本研究以西洞庭湖區(qū)為研究對(duì)象,從森林景觀的尺度,基于復(fù)雜系統(tǒng)和熵理論,利用結(jié)構(gòu)熵的方法對(duì)加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估與分析,并提出了優(yōu)化加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施,為森林健康、穩(wěn)定、可持續(xù)的經(jīng)營(yíng)提供新的思路。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:(1)以節(jié)點(diǎn)在加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)中所處的位置,結(jié)合自身所特有的屬性,定義了基于介數(shù)和點(diǎn)強(qiáng)度的節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估方法,并以此為基礎(chǔ),構(gòu)建出基于節(jié)點(diǎn)重要度的結(jié)構(gòu)熵,以達(dá)到快速且準(zhǔn)確的評(píng)估加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為研究森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以及度分布分別對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,共選取40個(gè)網(wǎng)絡(luò),并根據(jù)后續(xù)研究分為A、B兩組(各20個(gè)網(wǎng)絡(luò))。對(duì)40個(gè)加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)重要度進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)中均有部分節(jié)點(diǎn)的重要度呈現(xiàn)出負(fù)值,反映出在自然狀態(tài)下的森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)存在不合理的地方,需要及時(shí)調(diào)整。(2)選取A組網(wǎng)絡(luò)研究網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)穩(wěn)定性的影響。經(jīng)過(guò)對(duì)A組各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵計(jì)算,并將結(jié)構(gòu)熵按網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)從小到大順序排列依次為:3.4884、3.8622、4.1303、4.5779、4.7668、4.9646、4.9844、5.1061、5.5131、5.6805、5.7354、5.7754、5.9142、6.0345、6.1036、6.4261、6.5478、6.6261、6.5844、6.7513,結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)熵隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的加大而增加,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)與結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行回歸分析,結(jié)果顯示隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵的增長(zhǎng)速率逐漸減緩。(3)選取B組網(wǎng)絡(luò)研究網(wǎng)絡(luò)度分布對(duì)穩(wěn)定性的影響。為避免節(jié)點(diǎn)數(shù)的差異對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性造成影響,對(duì)原網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)熵進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。將度分布與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)熵做回歸分析,結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)熵與度分布呈正相關(guān),且隨著度分布的增加,標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)熵的增長(zhǎng)速率逐漸減緩。(4)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和度分布分別對(duì)加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響,采取增加邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)、重新劃分耦合體內(nèi)部大斑塊以及減少“橋梁”型節(jié)點(diǎn)三種方式分別對(duì)三個(gè)加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬優(yōu)化調(diào)控,通過(guò)對(duì)比分析,第一種方法使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵從1.9465增加到2.1353,提高了 9.70%;第二種方法使得網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)熵從0.7876增加到0.7918,提高了 0.53%;第三種方式使得網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)熵從0.4528增加到0.7598,提高了 67.82%。結(jié)果顯示三種方式都能有效的提高加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
【圖文】:
總面積達(dá)142.2萬(wàn)hm2,行政區(qū)域范圍包括常德桃源縣、澧縣、臨澧縣、漢壽縣、逡逑安鄉(xiāng)縣、津市市、武陵區(qū)、鼎城區(qū)等縣(市、區(qū)),還有常德林場(chǎng)、河袱林場(chǎng)、逡逑西湖農(nóng)場(chǎng)、終澹林場(chǎng)、賀家山原種場(chǎng),,西洞庭湖區(qū)行政區(qū)劃圖見(jiàn)圖2.1。逡逑,,邋、邋)^邋\逡逑t邋%邋r邋-v1邋
本文編號(hào):2564013
【圖文】:
總面積達(dá)142.2萬(wàn)hm2,行政區(qū)域范圍包括常德桃源縣、澧縣、臨澧縣、漢壽縣、逡逑安鄉(xiāng)縣、津市市、武陵區(qū)、鼎城區(qū)等縣(市、區(qū)),還有常德林場(chǎng)、河袱林場(chǎng)、逡逑西湖農(nóng)場(chǎng)、終澹林場(chǎng)、賀家山原種場(chǎng),,西洞庭湖區(qū)行政區(qū)劃圖見(jiàn)圖2.1。逡逑,,邋、邋)^邋\逡逑t邋%邋r邋-v1邋
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