【摘要】：全球气候变化(整体变暖,局部变冷)强烈影响着生态系统的结构,物种的生长、繁殖与分布。气候变化导致沙漠更加干旱,强烈影响了荒漠动植物的生存、分布及格局。人类生产活动的干扰,严重影响了动植物的生存,使相同物种在不同干扰生境中对气候变化的响应发生了变化,使物种与环境、物种与物种的关系更加复杂。神经网络模型是基于人脑对信息进行学习,建立模型,作出判断的数学模型,是一种非线性分析方法,能够模拟多个系统相互耦合形成新系统后的动态规律,实现对未来变化趋势的预测。本文利用BP神经网络模拟阿拉善荒漠不同人为干扰下啮齿动物群落对气候变化的响应规律,利用2006～2014年每年4～10月啮齿动物捕获量数据与当地2003～2014年气象数据,研究啮齿动物群落与气候变化耦合形成耦合系统的动态规律,揭示啮齿动物对气候变化的滞后效应及滞后时间,建立BP神经网络模型,对啮齿动物群落优势种及多样性进行预测。结果表明：1、利用BP神经网络建立的阿拉善荒漠啮齿动物群落优势种数量、组成物种数量预测模型,不同时间尺度建立的模型存在差异,预测效果也不同。6年时间尺度较9年时间尺度预测效果好的模型有8个,依次为：轮牧群落组成物种、禁牧三趾跳鼠、禁牧群落组成物种、过牧三趾跳鼠、轮牧子午沙鼠、轮牧三趾跳鼠、开垦群落组成物种和禁牧五趾跳鼠,拟合优度依次为0.93530.88950.85640.82900.82470.81210.79600.7090,隐含层节点数依次为16、18、19、18、1、20、11、7。9年时间尺度较6年时间尺度预测效果好的模型有6个,依次为：轮牧五趾跳鼠、过牧群落组成物种、开垦子午沙鼠、禁牧子午沙鼠、过牧五趾跳鼠、过牧子午沙鼠,拟合优度依次为0.90340.90080.85170.84740.82960.8046,隐含层节点数依次为24、23、11、4、8、28。2、预测效果最好的多样性指数模型有10个,6年时间尺度有6个,9年时间尺度有4个。6年时间尺度比9年时间尺度预测效果好有6个,依次为：轮牧辛普森指数、轮牧一过牧梯度Jaccard指数、过牧一禁牧梯度Sorenson指数、开垦一过牧梯度数量属性cody指数、开垦一过牧梯度数量属性Jaccard指数、过牧一禁牧梯度数量属性Sorenson指数模型,隐含层节点数依次为7、8、3、16、8、3。9年时间尺度比6年时间尺度预测效果好的有4个,依次为：轮牧香农-维纳指数、轮牧均匀性指数、开垦一过牧梯度二元属性cody指数、轮牧一过牧梯度数量属性Bray-Curitis指数模型,隐含层节点数依次为1、7、17、23。3、不同人为干扰生境中啮齿动物群落优势种、组成物种数量对气候变化存在滞后效应,不同时间尺度的滞后时间存在差异。6年时间尺度下：三趾跳鼠在轮牧干扰下对气候变化响应的滞后时间为12个月,过牧滞后1个月；五趾跳鼠在轮牧干扰下滞后24个月,过牧干扰下滞后24个月,禁牧干扰下滞后2个月；子午沙鼠在开垦、轮牧干扰下滞后2个月,过牧干扰下滞后12个月；群落组成物种在开垦干扰下滞后2个月,轮牧干扰下滞后2个月,过牧干扰下滞后3个月,禁牧干扰下滞后12个月。9年时间尺度下：三趾跳鼠在轮牧干扰下滞后2个月,过牧干扰下滞后1个月,禁牧牧干扰下滞后2个月；五趾跳鼠在轮牧干扰下滞后2个月；子午沙鼠在开垦、过牧、禁牧干扰下滞后12个月,轮牧干扰下滞后2个月。群落组成物种在开垦干扰下滞后36个月,过牧滞后2个月,禁牧干扰下滞后36个月。4、啮齿动物群落多样性对气候变化存在滞后效应,在不同时间尺度,不同人为干扰下,滞后时间存在差异。6年时间尺度下：香农—维纳指数在轮牧、禁牧干扰下对气候变化响应的滞后时间为3个月,过牧干扰下滞后1个月；pielou均匀性指数在轮牧干扰下滞后12个月,过牧干扰下滞后2个月,禁牧干扰下滞后1个月；辛普森指数在轮牧干扰下滞后24个月,过牧干扰下滞后3个月,禁牧干扰下滞后1个月。9年时间尺度下：香农—维纳指数在轮牧干扰下滞后1个月、过牧干扰下滞后2个月,禁牧干扰下滞后12个月；pielou:均匀性指数在过牧干扰下滞后2个月,禁牧干扰下滞后36个月；辛普森指数在轮牧干扰下滞后12个月,过牧干扰下滞后1个月,禁牧干扰下滞后3个月。5、不同人为干扰影响了啮齿动物群落对气候变化的响应,p多样性指数对气候变化存在滞后效应,滞后时间在不同人为干扰生境梯度上存在差异,不同时间尺度上表现出来的滞后时间也不同。6、数量属性的p多样性指数考虑了个体数量在生境梯度上变化趋势的信息,而二元属性数据夸大了稀有种的作用,数量属性数据有效克服了二元数据的缺点。同时模拟二元属性cody、Jaccard、Sorenson指数的数量属性P-cody、P-Jaccard、P-Sorenson指数在不同环境梯度物种多样性变化与气候变化滞后响应的网络模型中进行了尝试,在开垦—过牧梯度上6年尺度的拟合优度达到了0.9076、0.9258；9年尺度,拟合优度达到了0.8973,取得了理想的效果。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q958.1
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 孙小丽;康萨如拉;张庆;常昌明;马文静;牛建明;;荒漠草原物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分之间关系的研究[J];草业学报;2015年12期
2 曹姗姗;孙伟;刘鹏举;唐小明;;基于GA-BP神经网络的灌木生物量估测模型[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2015年12期
3 崔日鲜;刘亚东;付金东;;基于可见光光谱和BP人工神经网络的冬小麦生物量估算研究[J];光谱学与光谱分析;2015年09期
4 李海龙;袁江玲;张桂林;郑重;尹小平;孙响;刘晓明;;新疆北部干旱区湿地蚊类物种多样性的水平分布及与气象因子关系[J];中国媒介生物学及控制杂志;2015年05期
5 陈建珍;何超;许彦红;;2种云南松天然次生林林分生长模型构建方法的比较[J];西部林业科学;2015年03期
6 赵春彦;司建华;鱼腾飞;李炜;;胡杨树干液流进程与太阳辐射的关系[J];干旱区资源与环境;2015年05期
7 吕世海;刘及东;郑志荣;叶生星;常学礼;;降水波动对呼伦贝尔草甸草原初级生产力年际动态影响[J];环境科学研究;2015年04期
8 赵安玖;郭世刚;杨旭;陈昆;;川西南柳杉早材、fi材年表与温度和降雨的关系[J];长江流域资源与环境;2014年11期
9 刘洋;刘滨辉;;吉林省1965～2007年地表温度的变化趋势[J];安徽农业科学;2014年31期
10 张立敏;高鑫;董坤;陈斌;李正跃;;生物群落β多样性量化水平及其评价方法[J];云南农业大学学报(自然科学);2014年04期
相关博士学位论文 前2条
1 王威;北京山区水源涵养林结构与功能耦合关系研究[D];北京林业大学;2010年
2 曾文;人工神经网络的映射能力及其在空间物理中的应用[D];中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）;1999年
相关硕士学位论文 前9条
1 董世鹏;牡丹峰自然保护区啮齿动物种群数量调查及对林木危害研究[D];牡丹江师范学院;2015年
2 高盼盼;关中盆地降水量预测及其在干旱研究中的应用[D];长安大学;2015年
3 胡超;基于BP人工神经网络的区域森林火灾预测研究[D];浙江海洋学院;2015年
4 潘林;千岛湖片段化生境中地表甲虫类群多样性的研究[D];浙江师范大学;2015年
5 张涛;基于BP神经网络与SVM的生姜热风干燥含水率预测模型研究[D];内蒙古农业大学;2014年
6 哈明光;单隐含层前馈神经网络结构选择研究[D];河北大学;2014年
7 杨凤萍;秦岭火地塘林区树木生长与气候变化的关系研究[D];西北农林科技大学;2013年
8 孙淼;不同利用方式下内蒙古典型草原植被对气候因子的响应[D];中国农业科学院;2012年
9 温海骏;真空冷冻干燥加工工艺过程模拟分析及预测[D];山西农业大学;2004年
，
本文编号：
2415960
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2415960.html
