Spatial pattern analysis of pre- and post-hurricane forest canopy structure in North Carolina,USA     

Boutet  Jeffry C.  Weishampel  John F. 《Landscape Ecology》2003,18(6):553-559

Existing spatial patterns of a forest are in part a product of its disturbance history. Using laser altimetry and field measures of canopy top height to represent pre- and post-hurricane canopy topography, respectively, we measured changes in spatial patterns of stand structure of a United States southern mixed coniferous-deciduous for est. Autocorrelative and fractal properties were measured in this opportunistic study to quantify changes in canopy architecture along twelve, 190-250 m transects that were subjected to moderate to high levels of wind disturbance. Prior to the hurricane, canopy heights were autocorrelated at scales <40 m with an average fractal dimension of 1.71. After the disturbance, autocorrelation disappeared; the average fractal dimension rose to 1.94. This shift towards spatial randomness illustrates part of the cyclical nature of ecosystem development. It shows how a catastrophic collapse of biomass accumulation corresponds to a decrease in ecosystem organization across a landscape. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.  相似文献   

非线性、分形与期锌市场价格     

文先明  周贤军  张蜜 《湖南农业大学学报(自然科学版)》2011,(3):31-35

从非线性角度研究期锌市场，运用R/S分析法对期锌市场进行分析，发现期锌市场的Hurst指数为0.6183,其价格收益率序列是分维时间序列，具有分形结构，维数为1.6174。期锌市场的平均周期长度为176天，具有强持续性和相关性。关联系数为19.47%，远远大于国外相关市场。在风险方面，期锌市场的风险比期铜市场的要小，而比股票市场的风险要大。  相似文献   

Why viewing nature is more fascinating and restorative than viewing buildings: A closer look at perceived complexity     

《Urban Forestry & Urban Greening》2016

The present paper addresses the question which visual features trigger people’s often more positive affective responses to natural compared to built scenes. Building on notions about visual complexity and fractal geometry, we propose that perceived complexity of magnified scene parts can predict the greater fascinating and restorative qualities of natural versus built scenes. This prediction was tested in an experiment in which 40 participants viewed and rated 40 images of unspectacular natural and built scenes in their original size, and at 400% and 1600% magnification levels. Results showed that the original, unmagnified natural scenes were viewed longer and rated more restorative than built scenes, and that these differences were statistically mediated by the greater perceived complexity of magnified parts of natural scenes. These findings fit with the idea that fractal-like, recursive complexity is an important visual cue underlying the restorative potential of natural and built environments.  相似文献   

土壤机械阻力的连续测定及空间变异结构分析   总被引：1，自引：1，他引：1  

夏拥军  丁为民 《农业机械学报》2006,37(11):70-73

设计了一个土壤机械阻力连续测定系统。利用试验所得数据,初步探讨了土壤机械阻力的空间变异性和分形特征。结果表明,土壤机械阻力表现出空间变异结构,在一定范围内存在空间相关现象,用半方差法和功率谱密度法计算出土壤机械阻力的分维值分别为1.79~1.91和2.12~2.30。  相似文献   

黑龙港流域参考作物蒸散量的时序变化和分形特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

李春友  张劲松  孟平  黄辉  高峻 《中国农业气象》2011,32(1):81-88

利用位于黑龙港流域的武强、深泽、饶阳、晋州、献县5站1957-2009年日最高气温、日平均气温、日最低气温、日平均相对湿度、日平均风速、日照时数资料,采用Penman-Monteith算法,计算各站不同时间尺度ET0,采用线性趋势分析法分析其趋势倾向,并应用滑动R/S分析方法研究该流域不同时间尺度ET0时间序列的分形特征。线性趋势分析显示,各站历史上自1957年以来的ET0年总值的气候倾向率在-33.81-10.79mm.10a^-1,即均呈下降趋势,但变化倾向率不同;各月ET0倾向率在-11.27-2.02mm.10a^-1,大多数为负值,其中5、6月份各站的下降趋势最大;春、夏、秋、冬季ET0倾向率为-15.87-1.30mm.10a^-1,且夏季各站之间的差异较大,尤以饶阳站与其他4站间的差异最大。气候要素倾向率的对比分析表明,5站参考作物蒸散量总体下降趋势的基本特征主要是由于风速下降、日照时数减少、日最高最低气温上升造成的;5、6月份下降趋势明显则主要是由于风速下降、日照时数减少、日平均气温上升减缓、相对湿度上升明显造成的;饶阳站与其他4站差异较大的主要原因在于2、3、11、12月风速下降和日照时数减少以及日最高最低气温上升趋势减缓、相对湿度和气压下降明显,以致这些月份的ET0倾向率大于0,形成秋季和冬季ET0倾向率大于0,年尺度ET0年际变化下降趋势不明显。R/S分析结果显示,5站全年和各季ET0时间序列的Hurst指数均大于0.5,相关系数均在0.98以上,分维数均小于1.5,说明各站全年和各季节ET0时间序列变化趋势在未来一段时间内具有持续性,即ET0在未来将呈较明显的下降趋势,这种趋势在除饶阳外的其他站月均有不同程度的表现。  相似文献   

神府煤田土壤颗粒分形及降雨对径流产沙的影响   总被引：6，自引：0，他引：6  

郭明明  王文龙  李建明  黄鹏飞  王贞  罗婷  李宏伟 《土壤学报》2014,51(5):983-992

神府煤田在开发建设过程中造成的扰动地面、弃土体、弃渣体产生了严重的人为水土流失。采用野外人工模拟降雨试验方法,研究了土壤分形维数及降雨强度对未扰动地面、扰动地面、弃土体及弃渣体径流产沙的影响。结果表明,(1)弃土体、弃渣体随产流历时呈现突增—下降—稳定的过程,扰动地面和未扰动地面则经历上升—稳定的产流过程,各下垫面径流率均随着雨强的增大而增大。(2)各下垫面土壤颗粒分形维数的大小为D1(弃渣体)D2(弃土体)D3(扰动地面)D4(未扰动地面),次降雨径流量与降雨强度、分形维数分别呈显著的线性、幂函数关系,且D1~D2及D3~D4之间存在用以区分下垫面类型的临界分形维数值。(3)弃渣体侵蚀过程线呈先波动后稳定趋势,弃土体则呈多峰多谷特点,扰动地面和未扰动地面在1.0~2.5 mm min-1雨强下侵蚀速率均先增大后逐渐稳定,3.0 mm min-1时二者侵蚀速率则波动剧烈。四种下垫面平均侵蚀速率均随着雨强的增大而增大。(4)次降雨产沙量与降雨强度、分形维数均呈显著的幂函数关系。(5)径流量、产沙量与雨强和分形维数分别呈显著的线性、指数函数关系。分形维数对矿区土壤侵蚀模型的建立有重要的科学意义。  相似文献   

荒漠-绿洲边缘区生态过渡带的土壤颗粒分形特征   总被引：3，自引：2，他引：3  

陈小红  段争虎  何洪泽 《土壤》2009,41(1):97-101

通过实地采样和实验室分析,测定了黑河中游荒漠绿洲边缘区生态过渡带的土壤粒级分布、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)的含量,并采用1993年杨培岭等提出的用粒径的重量分布代替数量分布的土壤分形模型,计算了土壤颗粒分形维数;最后利用统计分析法,研究了颗粒分形维数与土壤粒级分布及各养分指标的关系.结果表明:从荒漠边缘向绿洲延伸的过渡带,土壤中砂粒含量占绝对优势,粉粒居中,黏粒最少,采样区土壤质地较粗;土壤颗粒分形维数在2.105～2.609之间变动,处于极低水平,与土壤各养分指标具有相似的变化趋势,除靠近绿洲区存在一个"生态裂谷"外,整体呈上升趋势;利用相关分析法得出,土壤颗粒分形维数与砂粒含量呈显著负相关,与黏粉粒及各养分指标均呈显著的正相关;利用回归分析法进行定量分析,砂粒含量每增加1g/kg,颗粒分形维数D降低0.0019个单位;粉粒和黏粒含量每增加1g/kg,颗粒分形维数D分别增加0.002和0,023个单位,对土壤颗粒分形维数变化幅度的影响依次为黏粒>粉粒>砂粒,分形维数对黏粒含量的变化最为敏感.因此,可以将土壤颗粒分形维数作为衡量荒漠-绿洲边缘区土壤养分变化状况的指标之一,用于反映荒漠绿洲区土壤的退化状况.  相似文献   

玉米种子内部机械裂纹产生与扩展的微观机理   总被引：6，自引：0，他引：6  

张新伟  李心平  杨德旭  刘德军  高连兴 《农业机械学报》2012,43(12):72-76

应用Cottrell位错塞积模型分析了玉米种子内部机械裂纹产生机理,采用Griffith能量平衡理论和分形几何理论推导了机械裂纹扩展速度与扩展路径维数计算公式,并对内部机械裂纹扩展速率进行分形分析.结果表明:当玉米种子局部所受应力达到一定时,其内部即产生机械裂纹;根据玉米种子内部机械裂纹扩展运动学公式,内部裂纹扩展宏观速度小于分形扩展速度;由玉米种子内部机械裂纹扩展路径的分形维数公式求出其维数为1.1395;淀粉颗粒尺寸相同时,裂纹沿淀粉颗粒扩展的速率最快.  相似文献   

基于色调分形维数的柑橘糖度和有效酸度检   总被引：4，自引：1，他引：4  

曹乐平  温芝元  沈陆明 《农业机械学报》2010,41(3):143-148

研究了宫川温州蜜柑糖度及有效酸度的机器视觉检测技术及影响检测精度的因素.对机器视觉系统采集的柑橘图像进行图像裁切、亮度法去图像背景和RGB空间至HSI空间的转换,将柑橘色调范围分割为0°～20°、20°～40°、40°～60°、60°～80°、80°～100°和100°～120°共6个区域,提取各区域色调分形维数,以此作为BP神经网络输入,无损检测宫川温州蜜柑糖度及有效酸度.167个测试样本的检测结果表明:在±1.5°Brix精度范围内糖度正确识别率为66.6175%,在±0.5精度范围内有效酸度正确识别率为73.9275%.宫川温州蜜柑糖度及有效酸度与果皮色调分形维数之间具有相关性,可用机器视觉检测其糖度及有效酸度.  相似文献   

基于分形理论的结合面法向接触阻尼与损耗因子模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

张学良  丁红钦  兰国生  温淑花  张宗阳  王南山 《农业机械学报》2013,44(6):287-294

基于结合面法向阻尼耗能机理及MB接触分形修正模型,提出了一种结合面法向接触阻尼模型及结合面间阻尼损耗因子模型.仿真结果表明,分形维数在较小范围内,法向阻尼与法向总载荷呈微凹弧非线性关系,且随着法向总载荷和分形维数的增大而减小,随着分形尺度参数的增大而增大;分形维数在较大范围内,法向阻尼与法向总载荷呈微凸弧非线性关系,且随着法向总载荷和分形维数的增大而增大,随着分形尺度参数的增大而减小.而结合面损耗因子与法向总载荷呈微凹弧非线性关系且随着法向总载荷的增大而减小,随着分形尺度参数的增大而增大,分形维数在较大值范围内,结合面损耗因子随其增大而增大.  相似文献