Validating graph-based connectivity models with independent presence–absence and genetic data sets

Habitat connectivity is a key objective of current conservation policies and is commonly modeled by landscape graphs (i.e., sets of habitat patches [nodes] connected by potential dispersal paths [links]). These graphs are often built based on expert opinion or species distribution models (SDMs) and therefore lack empirical validation from data more closely reflecting functional connectivity. Accordingly, we tested whether landscape graphs reflect how habitat connectivity influences gene flow, which is one of the main ecoevolutionary processes. To that purpose, we modeled the habitat network of a forest bird (plumbeous warbler [Setophaga plumbea]) on Guadeloupe with graphs based on expert opinion, Jacobs’ specialization indices, and an SDM. We used genetic data (712 birds from 27 populations) to compute local genetic indices and pairwise genetic distances. Finally, we assessed the relationships between genetic distances or indices and cost distances or connectivity metrics with maximum-likelihood population-effects distance models and Spearman correlations between metrics. Overall, the landscape graphs reliably reflected the influence of connectivity on population genetic structure; validation R² was up to 0.30 and correlation coefficients were up to 0.71. Yet, the relationship among graph ecological relevance, data requirements, and construction and analysis methods was not straightforward because the graph based on the most complex construction method (species distribution modeling) sometimes had less ecological relevance than the others. Cross-validation methods and sensitivity analyzes allowed us to make the advantages and limitations of each construction method spatially explicit. We confirmed the relevance of landscape graphs for conservation modeling but recommend a case-specific consideration of the cost-effectiveness of their construction methods. We hope the replication of independent validation approaches across species and landscapes will strengthen the ecological relevance of connectivity models.     

新疆典型城-郊-乡梯度带土壤微量元素空间分布与来源

从新疆某地典型城-郊-乡梯度带采集了77个表层(0~20 cm)土壤样品,基于GIS技术与多元统计分析方法,研究各梯度带表层土壤中Hg、As、V、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和Sb等10种微量元素的空间分布特征与主要来源。结果表明:Hg元素在城区、郊区和乡村表层土壤中的平均含量均超出研究区土壤背景值,As元素在城区和郊区表层土壤中的平均含量超出背景值,Zn和Pb元素在城区表层土壤中的平均含量超出背景值,其余元素在3个梯度带表层土壤中的平均含量均低于相应的背景值。研究区表层土壤中,V、Co、Ni、Zn、Cd、Pb和Sb等7种元素的空间分布格局基本相似,均呈现沿城市化梯度带分布的地带性格局;As、Cu和Hg等3种元素的空间分布呈现岛状格局。来源分析结果表明,各梯度带表层土壤中的微量元素的来源各不相同。     

双波长气溶胶粒径传感方法及其火灾烟雾探测器

提出了双波长光散射气溶胶粒径传感方法,设计实现了采用该方法的双波长火灾烟雾探测器。使用短波长和长波长的双波长光源,通过计算其光功率比值,利用其与中值粒径的关系函数获得气溶胶粒径,并根据不同粒径下的气溶胶浓度分别给出大小不同粒径的火灾烟雾或干扰气溶胶提示。因而,不仅可以有效区分大小不同粒径的火灾烟雾气溶胶,以正确探测火灾,而且能够识别微米级的大粒径干扰粒子,降低火灾误报率,可以应用于飞机等航空器空中密闭的特殊环境。     

生物炭-植物联合修复对土壤重金属Pb、Cd分布效应

土壤重金属污染是黄河三角洲湿地退化的重要驱动因素之一,Pb、Cd作为该区域典型的重金属,存在较高的潜在生态风险.目前在土壤修复领域,植物修复、化学修复等单一修复方法具有一定的局限性,而生物炭因其强吸附性及丰富的官能团与植物修复技术具有结合的潜力,因此,探究二者联合修复对土壤重金属的分布效应,对于寻求更加绿色高效的修复方...     

熟污泥改良土壤中Cd的形态分布特征和生物有效性

通过苜蓿盆栽实验和Tessier五步提取法,研究了不同比例的堆肥污泥施入黄土后,土壤中Cd的形态分布和生物有效性及重金属在施污土壤-苜蓿中的迁移转化规律。结果表明：不同比例的污泥施入黄土后,随着污泥施入量的增加,土壤中Cd的主要赋存形态由对照组的不可利用态(残渣态)向潜在有效态(铁锰氧化态)转化,污泥的施入提高了重金属Cd的生物有效性;苜蓿的种植对施污根际土中Cd的活性产生了钝化作用,使施污黄土根际土壤中潜在有效态Cd主要向不可利用态的Cd转化;苜蓿各器官对Cd均有富集和转移能力,苜蓿各部位重金属Cd含量的分布规律为：根部>茎叶部;线性回归分析结果表明：碳酸盐结合态Cd是苜蓿茎叶部和根部吸收Cd的主要贡献形态;因此在实际生产时须严格控制污泥的施用量,以避免Cd在苜蓿体内富集危害动物和人体健康。     

城市路面积尘微塑料污染特征

微塑料作为一种新兴污染物,由于其对生态系统具有潜在的负面影响,受到了广泛的关注.但是目前关于其在陆地环境中,尤其是路面积尘中的相关信息相对有限.本文对马鞍山市雨山区路面积尘的微塑料污染特征进行了研究.研究区域内单位面积路面所积累的微塑料丰度为(18.11±32.36)n·m-2,含量为(27.29±72.64)mg·m...     

电力配电房在火灾下的有限元模拟分析

针对钢框架结构形式的电力配电房在基本荷载组合工况下构件承载能力的关键问题,运用ABAQUS有限元分析软件对模型进行空间静力分析,得出电力配电房在各种工况下的最不利荷载及其位置;针对电力配电房在火灾工况下构件耐火性能的关键问题,运用ABAQUS模拟分析其在火灾工况下的温度场分布和钢框架结构的承载能力和力学性能,并对这两类工况对比分析。研究结果表明:在基本荷载工况下,电力配电房在恒荷载与活荷载形成的组合效应下产生的沿X、Y、Z方向的剪力和弯矩最大,且其形成的竖向位移也最大;在火灾工况下,电力配电房最大应力位置与普通荷载工况大致相同,但最大位移位置不同;虽有局部钢材应力超限,但钢框架结构仍具备承载能力,设计人员可将应力超限的构件替换为屈服强度更高的钢材而非全部替换,既保证了整体结构的安全性,又达到节约材料降低造价的目的。     

兰州市郊红砂种群数量动态与分布格局

对兰州市南北两山天然分布的红砂种群数量动态和空间分布格局进行研究。利用地径回归得到红砂种群年龄结构,编制静态生命表,进行生存分析及谱分析,计算红砂种群年龄结构动态指数,以揭示种群数量动态特征;采用扩散系数、负二项指数、平均拥挤度、聚块性指数、扩散型指数、丛生指数、Cassie指数和Green指数8个分布指标判断红砂种群时空尺度上的格局类型。结果表明,南北两山红砂种群密度、盖度适宜,动态指数均大于0,呈现增长型,并存在明显的周期性;种群以中幼龄植株为主体,各龄级的死亡率基本平稳,但在第Ⅱ过渡到第Ⅲ龄级时,出现死亡高峰,存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型。种群时空异质性明显,阳坡的红砂种群呈现聚集分布,阴坡则多呈现均匀分布;不同发育阶段红砂种群分布格局呈现明显递变规律,幼龄阶段聚集度高,随着年龄增大,聚集性大幅减弱。     

南亚热带森林3层次物种多度之广义泊松分布模型

生物群落中物种多度分布(species abundance distribution)呈典型的倒J形,即其中存在许多稀有种、少量常见种.物种多度分布模型研究有助于解决森林生态恢复中的物种配置等实际问题.本研究考察了一种过分散(over-dispersion,或称超分布,即方差大于均值)的离散型分布,即具有λ和α两个参数...     

湖北省榉树自然种群分布研究

对湖北省天然榉树的自然种群分布现状、种群特征及种群分布格局进行了研究。结果表明：湖北榉树资源主要分布在海拔500~1 000 m地带,不同程度地分割包围在谷底和山腰,地理分布点呈收缩集群分布,种群规模较小;采用方差/均值法对榉树地理分布格局类型进行分析,其值=1.66>1,表明其分布点的地理分布趋于集群分布。湖北榉树种群星散间隔的地理分布形式,使地理分布点间产生空间间隔,成为相互间基因交错的障碍,而较小的种群规模,增加了遗传漂变的机率,导致遗传上的不稳定性增加,影响种群的生存能力,这些是导致物种趋向濒危的重要原因。湖北榉树种群这种分布现状产生的原因,一方面是物种自身的生物学特性及对生境的特定要求所致,另一方面是由于人类对榉树资源的过度开发利用以及人类经济活动导致的生境片段化。应借助于人为帮助,改善生态环境,扩大其种群规模,促进不同种群之间的基因交流,以利保护。