返回顶部

科研动态
科研进展
基于ANN模型的海岛生态系统服务功能评估及灵敏度研究取得新进展
来源:海洋地质过程与环境功能实验室     通讯员:姜睿     2022-01-21 10:42:33
分享:

海岛是典型的脆弱生态系统,兼具海陆双重属性,具有十分重要的生态系统服务功能。但由于海岛远离大陆,交通不便,调查研究非常有限,基础生态环境资料匮乏,一些生态系统服务功能难以评估,阻碍了基于生态系统的海岛管理政策的有效制定和实施。

近日,海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室、自然资源部第一海洋研究所石洪华研究员团队对基于ANN模型的海岛生态系统服务功能评估及灵敏度的研究取得新进展。该研究提供的方法通过使用相对简单的常规参数即可开展海岛生态系统服务功能的评估,辨识了不同参数对海岛生态系统服务功能的重要性,剖析了多种因素对生态系统服务功能的综合影响。研究结果有助于深入理解自然变化和人为干扰对海岛生态系统服务功能的影响。

该研究通过将人工神经网络模型与空间数据分析有效结合,提出了一种生态系统服务功能及其影响因素定量化评估方法,可以较为简便地评估碳储存、生境质量、养分保留、水土保持和水源涵养5类常规方法较难评估的海岛生态系统服务功能。独立样本检验表明,模型预测值与基于InVEST模型的评估值的相关系数为0.88(P<0.001),模拟平均绝对误差为10.33%。人工神经网络模型结合空间数据分析为海岛生态系统服务功能评估和灵敏度分析提供了重要手段。

该研究成果“Ecosystem services assessment and sensitivity analysis based on ANN model and spatial data: A case study in Miaodao Archipelago(基于人工神经网络模型和空间数据的海岛生态系统服务功能评价及灵敏度分析:以庙岛群岛为例)”于近期在线发表于国际期刊Ecological Indicators(生态因子),石洪华研究员为通讯作者,中国海洋大学博士研究生殷丽婷等合作完成。海岛是海洋可持续开发利用的战略依托和空间,也是生态学研究的理想实验场。当前,该团队正按照海陆统筹的理念,继续深化自然变化与人类活动干扰下海岛生态脆弱性及其适应机制研究,以不断夯实海岛可持续发展和保护的科学基础。


图1. 2010年和 2019 年研究区CS (a, f)、WY (b, g)、SR (c, h)、HQ (d, i)和NR (e, j)五类生态系统服务功能空间分布。CS-碳储存、HQ-生境质量、NR-养分保留、SR-水土保持和 WY-水源涵养。

图2. 5类海岛生态系统服务功能对7个环境因素的灵敏度分析结果。(a)每类生态系统服务功能对 7 个参数的灵敏度级别。符号“-”表示灵敏度为负,例如,该因素对状态变量产生负面影响。该参数的值越大,对应的状态变量的值越小; (b)生态系统服务功能对环境因素变化响应的敏感系数。RRLD代表根系层限制深度,PRE代表降水,PAWC代表植物有效含水量,DEM代表数字高程模型,REI代表降雨侵蚀指数,AARE代表年均参考蒸散量,SE代表土壤可蚀性。±10%、±20%和±30%表示输入参数分别增加或减少10%、20%和30%情景下参数变化对模拟结果的影响。

用户登录
船舶管理单位 航次用户
还没有账号?立即注册
用户注册
*
以字母开头,4-20位字母或数字
*
密码不少于8位,英文字母,阿拉伯数字结合
* * * * * * *
+86
+86
*
免责协议条款