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赵芳鹤1#, 贾宁霞2#, 郭柯2, 朱阿兴3, 秦承志1*
Fang-He Zhao1,2,#, Ningxia Jia3,4,5,#, Ke Guo2,3,4, A-Xing Zhu6, Cheng-Zhi Qin1,2,7,8,*
摘要: 准确刻画植被类型的空间分布,对理解生态系统结构、生物多样性格局及环境响应过程具有重要意义。然而,受样点数量有限和空间分布不均的制约,现有方法仍难以准确推测中级植被分类单位(如植被群系)的空间分布,其中稀有类型受影响尤为明显。基于此,本文提出了融合生态学知识与地理相似性的KnowSim方法,通过生态学知识计算样点与待推测点之间的地理环境相似性,将最相似样点的植被类型赋予待推测位置,以此实现植被群系类型的空间推测。该方法在青藏高原的两个植被小区(波密和若尔盖)进行了验证,两区域在气候和地形条件上差异显著,共同代表了青藏高原的典型环境特征。结果表明,KnowSim在预测精度和群系类型多样性方面均显著优于随机森林(RF)、极端梯度提升(XGBoost)、支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)模型。该方法在样点数量有限的植被群系中的优势尤为明显:在若尔盖小区,当群系样点数量小于5个时,预测精度最高可提升24.6%。此外,KnowSim生成的植被群系分布图与实际环境梯度分布特征和野外调查结果更相符。上述结果共同表明,本文提出的方法在样本受限条件下具有良好的生态解释性与预测稳健性。