生态和空间:从点模式的方法

文摘

空间点模式植物生态学一般在二维空间中定义,其中每个点用一个有序对,总结了植物的空间位置。空间点模式是至关重要的,因为他们出现在应对重要的生态过程,与人口或社区的结构有关。这样的流程主要包括传播种子,对资源的竞争、便利化,植物对压力的反应。本文综述了各种因素和潜在的基础流程解释空间模式在植物生物多样性的重要性。领域应用提供一个例子在空间点模式理解寄生植物的散布在西班牙中部以推断出二次向量关于传播综合症。

关键字

空间点模式、传播Arceuthobium oxycedri

介绍

在自然的社区,随机的空间模式植物是例外而不是规则。植物一般安排远离或接近另一个比预期的机会(1- - - - - -3]。理解这些空间模式的原因和后果目前是一个重要的目标植物生态学(4,5]。空间分布的生物、非生物因素,生态相互作用发挥着基础性的作用在维护结构、功能和生态系统动力学(2]。

空间点模式分析是至关重要的,因为生态过程可以产生可预测的空间结构,从而使我们理解的机制,控制物种。不同的空间格局与不同生态过程相关联,例如,普通模式解释为指标植物由于资源限制之间的激烈竞争6,7]。聚合模式是中性或积极互动的证据,与分布在形式的补丁8- - - - - -10]。随着新的推理方法的发展从生态过程,研究基于空间点过程建模对植物群落空间结构的影响,大大增加了(11- - - - - -15]。没有忽视植物模式之间的关系的复杂性和生态过程15,16]。在空间的名称分析一组技术用于定量分析空间明确的数据(17,18]。

空间模式的统计分析可在三种基本形式:(1)定量数据分析了地质统计学技术,(2)分类数据由地图分为不同的区域,景观生态学领域的使用,和(3)空间点模式相关的物体在空间的位置。目前的审查是面向信息呈现的形式点的分析模式(19]。

文献综述

点模式

经典的方法

相关的科学文献中提到了一些基本的方法点过程理论的出现,包括生命表,计算问题,通信工程和粒子物理20.]。高维空间中流行的重点,是事件的计数间隔或地区各种类型的离散分布有关。点过程是一个随机过程的点发生完全定义的意义;这是一个泊松过程的具体情况(21]。使用距离作为衡量个人之间空间关系的人口是一个重要的统计方法用于分析的发展贡献点的过程。特别是,提供开创性的工作过程指向植物生态学的应用通过使用角核电站距离人口格局的研究。应用程序开发的流行病学和等其他领域神经生理学(22- - - - - -27]。

尽管齐次泊松过程的第一个模型用于解决问题流程,很快就发现它是可行的构造另一个类的模型来解释空间聚类。第一个应用程序这样的分组过程归因于Neyman [28]。进一步尝试点模式的综合分析是由Bartlett在1960年代,他提出了一个二维的使用光谱所有inter-point距离的空间模式,使得测试在不同尺度的发展29日]。可能这个动机布莱恩·d·里普利引入二阶技术,主要包括减少二阶测量,或K-function;后来修改和扩展30.- - - - - -34]。沿着这条线,还开发了基于inter-point距离聚类模型(35]。此外,里普利的K函数的定义已经扩展到非平稳过程(36]。

1978年,亚瑟Getis和巴里靴出版一本重要的书叫做“空间过程模型”,提出了一个正式点的分析模式等具体特征分组,抑制统计测试(37]。开发二阶理论的动机源于这样一个事实:一个或几个独特的措施之间的一个点,另一个点不足以总结一组数据点的形式的模式。目标是找到一个累积分布函数基于所有成对的点之间的距离,一种方法被称为二阶或二阶分析,这套方法是数据分析的详尽地图开发代表所有个人的位置。

当前的方法

方法论专题的研究与统计分析的空间点模式的点和他们的应用程序生物提供了(38,39]。Diggle所采用的方法是基于随机模型,认为事件是由一些潜在的随机生成机制。点过程视为不规则或随机点模式的数学模型(40]。在一些研究中,空间格局分析是用来评估假设过程负责观察模式(41]。要理解这些功能过程,有必要确定他们发生的空间和时间尺度42]。但尽管固有流程,天平的显式包含了在过去三十年43]。在足够大的尺度上,自然环境表现出异质性往往产生聚合模式(38]。这样的时空特征允许我们属性等基础流程,增长,竞争,繁殖,衰老和死亡44]。

讨论

一些年来,生态学家一直在问一个问题:是什么决定了数量,相对丰富,在生物群落和特定的物种组合发现吗?最接受的反应包括生物和环境因素的影响(45]。一个有效的方法是验证假说的使用统计过程的观察提供了合理的解释。这意味着需要评估效能或观察到的模式的意义,面对一个适当的提出了零(理论)模型,允许生态数据的随机化(46]。

案例研究:分散的Arceuthobium oxycedri西班牙中部

生态学的基本目标之一是理解生物体和社区的空间模式,这可以通过开发新的空间分析工具来测试创新假设种群的生态和社区。承认现有测试方法的局限性生态假说,标记点模式开发了一个新的模型,应用于分散的寄生植物原产于西班牙,Arceuthobium oxycedri [47,48]。零模型与生物学意义上基于物种的传播和蔓延能力使用流行病学控制方法和密度函数建立了基于传播距离使用(49]。结果显示另一个二级传播向量的寄生虫。而进一步的观察和实验工作是需要澄清机制潜在的物种的感染模式。空间明确的传播和分布模型可以促进森林经理的决策过程。矮榭寄生管理依赖于科学的理解这些重要病原体的生态学和流行病学在实地的背景下森林条件。

结论

在过去的二十年里,空间点模式分析一直强烈纳入生态研究,然而,我们可以确保大量的空间点模式研究和技术仍未得到充分利用。尽管所有的近似,建议空间零模型结合实证研究有巨大的潜力增加植物传播机制的理解,和许多生态学分支。

确认

本研究支持的项目图片- 13 - etapa - 005,由Secretaria de Educación优越,Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT)。特别感谢丹尼尔Grifith英语修订。

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