-
基于条件扩散模型的动物轨迹插补与不确定性量化:深度学习在生态运动模式重建中的应用
ABSTRACT动物运动轨迹中的缺失数据插补对理解未观测期间的行为模式至关重要。传统线性插值和连续时间相关随机游走(CTCRW)模型难以捕捉复杂运动特征。本研究开发的条件扩散模型深度学习方法,利用观测数据和外部协变量进行轨迹插补,在威斯康星州雌鹿案例中不仅实现更精确的确定性插补,还通过概率化插补完成不确定性量化。1 IntroductionGPS遥测技术记录的动物空间位置数据是研究栖息地利用、迁徙路线和动物-环境相互作用的核心。传统插补方法存在明显局限:线性插值过于简化运动动态;隐马尔可夫模型和状态空间模型需要专家预设参数;随机森林和LSTM等深度学习方法缺乏不确定性量化且难以处理不规则时间间
来源:Environmetrics
时间:2025-08-04
-
半参数化方法在大型环境流行病学队列研究中缓解空间混杂效应的创新应用
ABSTRACT环境风险因素的流行病学分析常涉及空间变化的暴露和结局变量。未测量的空间变异因素可能导致健康效应估计的混杂偏倚。研究系统评估了使用薄板回归样条(TPRS)缓解空间混杂的多种半参数方法,通过模拟实验和真实数据分析比较不同方法的性能。1 Introduction大规模环境流行病学研究常分析具有空间特征的变量,如空气污染(PM2.5)浓度、温度与痴呆发病率、出生体重等健康结局的空间分布。当存在未测量的空间混杂因素时,暴露-结局关联估计可能产生偏倚,这种现象称为空间混杂(spatial confounding)。现有方法主要分为两类:使用TPRS的半参数化方法和基于空间随机效应的参数化方
来源:Environmetrics
时间:2025-08-04
-
基于偏态t分布误差的部分变系数模型在环境PM2.5污染建模中的应用
在环境数据建模领域,部分变系数模型(PVCMs)因其兼具参数化和非参数化组分的优势,已成为分析环境、经济和生物医学数据的利器。传统模型常假设误差服从高斯分布,但实际数据往往表现出显著偏斜和尖峰特征。这项研究突破性地采用偏态t分布(Skew-T)刻画误差结构,通过EM算法实现参数估计,并开发了基于局部影响的诊断方法。仿真实验验证了该方法的有效性,最终应用于智利圣地亚哥大区的PM2.5污染数据分析——这种直径小于2.5微米的可吸入颗粒物(PM2.5)正是影响环境质量和公共健康的关键指标。该扩展模型不仅保留了经典PVCMs对参数/非参数组分交互作用的刻画能力,其灵活的误差结构更适用于现实世界中复杂的
来源:Environmetrics
时间:2025-08-04
-
鸟类繁殖力进化约束的量化研究:基于欠离散计数模型(EWP3)的卵数与雏鸟数分析
鸟类种群动态的核心机制在于繁殖力变化,其中窝卵数(clutch size)和孵化雏鸟数(brood size)作为关键生殖参数,在进化过程中表现出独特的统计特征——其变异幅度显著小于常规计数数据。研究团队突破传统泊松模型的局限,构建了包含双离散参数(β1和β2)的三参数指数加权泊松模型(EWP3),就像为鸟类繁殖数据量身定制的"进化尺子"。分析英国55种鸟类的窝卵数和52种鸟类的育雏数发现,β2β1的规律性现象颇具深意:这暗示着自然界存在"超产惩罚"机制,多孵化一枚蛋的生存代价,远比少孵化一枚更为严峻。这种进化压力可能源于亲鸟的体能限制、巢穴空间竞争或食物资源分配等综合因素。该模型犹如解码器,
来源:Environmetrics
时间:2025-08-04
-
垫料选择与清洁管理对东方长鼻蝰(Vipera ammodytes meridionalis)生长发育期福利指标的影响机制研究
在爬行动物饲养管理中,垫料选择往往被忽视。这项历时3年的研究追踪了9条同源长鼻蝰(Vipera ammodytes meridionalis)在不同垫料环境中的生理反应。覆盖物(mulch)组展现出明显优势:相较于报纸(newspaper)组,其摄食成功率提升23%,粪便形态评分高1.8倍,且粪便和蜕皮中的糖皮质激素(GCs)水平降低34%。有趣的是,雄性个体表现出更强的应激敏感性——其粪便GCs浓度比雌性高28%,排便频率缩短2.3天。进一步检测发现,覆盖物组箱体湿度稳定维持在65-70%,而报纸组骤降至40%。研究人员推测,频繁更换报纸会清除气味标记(pheromone cues),迫使蛇
来源:Zoo Biology
时间:2025-08-04
-
圈养与野生东部侏响尾蛇(Sistrurus catenatus)繁殖性状比较研究及其物种生存计划(SSP®)保护意义
圈养与野生东部侏响尾蛇繁殖性状的深度解析研究背景与意义东部侏响尾蛇(Sistrurus catenatus)作为全球易危物种,其物种生存计划(EMRSSP)面临圈养种群规模不足的挑战。这项横跨20年(2000-2020)、涵盖13个北美机构的回顾性研究,首次系统比较了圈养繁殖(ZB)与野生繁殖(WB)个体的繁殖差异,旨在为优化保护性繁殖策略提供科学依据。研究方法学创新研究团队创新性地建立了包含94次分娩事件(43次ZB/51次WB)的数据库,采用ZIMS动物管理系统追溯繁殖记录。通过t检验、Mann-Whitney-Wilcoxon检验和优势比(OR)分析等统计方法,重点评估了6项繁殖产出指标
来源:Zoo Biology
时间:2025-08-04
-
非洲雨林蝗虫群落评估:三种采样方法的比较研究揭示扫网法最优性
研究背景蝗虫(Orthoptera, Acrididea)作为陆地生态系统的关键组分,在营养循环和食物网中扮演重要角色,同时是环境变化的敏感指示物种(bioindicators)。非洲雨林生态系统的快速退化使得标准化监测方法的需求日益迫切。现有研究中,扫网法因操作简便被全球广泛采用,但其在复杂植被环境中的有效性仍存疑。研究方法研究选取喀麦隆南部高原三个典型区域(Ngutadjap、Ongot、Zamakoe),对比扫网法(30分钟随机采样)、开放样方(1 m2)和陷阱法(5%福尔马林溶液)在17个月内的采样效果。共收集3,573份样本,涵盖43个蝗虫物种,涉及9个亚科(如Catantopina
来源:Psyche: A Journal of Entomology
时间:2025-08-04
-
红耳龟皮肤感觉神经支配的创新解析:基于免疫荧光技术的鳞片感受器与感觉小体鉴定及其生态适应意义
在淡水与半陆地环境穿梭的红耳龟(Trachemys scripta elegans),其肢体皮肤犹如精密的生物传感器。研究人员运用扫描电镜(SEM)捕捉到令人惊叹的鳞片感受器(scale sensilla)——这些微米级结构如同微型洋蓟,由环绕中央穹顶的同心层构成,表面布满沟槽(microplicae)和分泌孔。光学显微镜下,这些穹顶状结构傲然凸起于表皮之上,免疫荧光染色中,E-钙黏蛋白(E-cadherin)勾勒出它们的细胞轮廓,而神经标记物PGP9.5和突触素(Synaptophysin)则像荧光探针,精准标记出潜伏其中的感觉神经末梢。更令人振奋的是,在真皮层深处潜伏着三类神秘的感觉小体:
来源:Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology
时间:2025-08-04
-
兔形目动物背部毛色生态与进化驱动因素:气候、森林结构与系统发育的交互作用
兔形目动物背部毛色的生态与进化驱动因素ABSTRACT研究旨在评估兔形目背部毛色是否符合生态地理规则,特别是格洛格法则(Gloger's rule),通过分析气候、森林垂直结构和系统发育对真黑素(eumelanin)和伪黑素(pheomelanin)沉积的相对影响。全球尺度研究表明,背部暗色与降水量显著相关,支持基于湿度的格洛格法则解释;红色调则与降水、UV-B辐射和森林结构相关,表明多重环境因素驱动伪黑素沉积。1 Introduction动物色彩地理变异研究可追溯至Wallace时代。格洛格法则存在两个版本:简单版本描述从浅到深的黑色素变异,认为温暖湿润地区物种趋向深色;复杂版本则认为温度和
来源:Journal of Biogeography
时间:2025-08-04
-
亚洲热带-亚热带山地生态系统兰科白及族多样化速率激增与关键创新性状解析
在亚洲热带-亚热带山地生态系统(ATSME)这个生物多样性热点区域,兰科植物白及族(Arethuseae)上演了令人惊叹的演化史诗。研究团队通过解码75个物种的质体基因组蛋白编码基因,并结合191个物种的核糖体nrITS序列与8个质体标记基因,运用最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)重建了该族最全面的系统发育框架。分子钟分析(BEAST v1.10.4)将白及族起源锁定在渐新世-中新世交界时期,而BAMM v2.5.0速率检测揭示了一个关键转折点——中新世中期开始出现爆发式分化。有趣的是,这个时间节点恰好与假鳞茎(pseudobulb)结构和附生习性(epiphytic habit)的演化创
来源:Journal of Biogeography
时间:2025-08-04
-
越南湄公河三角洲招潮蟹形态地理变异研究及管招潮属分类检索表构建
引言当地理屏障限制种群间基因流动时,物种形态变异常与空间分布密切相关。甲壳动物生长率和性成熟尺寸受温度、光周期等环境因素影响,如癌症蟹(Cancer irroratus)和招潮蟹(Uca vocator)种群研究表明,沉积物类型和食物资源可驱动种群水平上的形态差异。管招潮蟹(T. paradussumieri)作为热带红树林关键物种,其越南种群的形态地理变异尚未系统研究。材料与方法研究于2023年12月至2024年1月在湄公河三角洲三个站点采集样本:金瓯省Dam Doi(DDCM,软泥底质)、茶荣省Duyen Hai(DHTV)和Cau Ngang(CNTV,沙质底质)。测量雄性(26只)和雌
来源:International Journal of Zoology
时间:2025-08-04
-
基于社区报告数据的船速对海洋野生动物致死风险量化研究——以佛罗里达海牛为例
引言海洋船只活动对野生动物的威胁日益加剧,佛罗里达海牛作为濒危物种,其种群长期受船只碰撞影响。尽管限速区(speed zone)被广泛采用,但船速与致死风险的定量关系尚未明确。本研究利用社区报告数据,结合误差变量模型,首次系统评估了这一关系。方法数据来源与处理19.5米的船只后,保留22例确认致死事件和5例非致死事件。专家对119例不确定事件进行独立分类,最终数据集包含27例记录。统计模型采用贝叶斯逻辑回归模型,响应变量为致死概率φi,预测变量为船速x。模型形式为:logit(φi) = β0 + β1×x通过MCMC算法(3链×10000次迭代)估计参数,使用Gelman-Rubin诊断(R
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
基于多准则分析与站点加权的MaxEnt模型可靠性提升研究——以地中海入侵物种Caulerpa cylindracea为例
引言入侵物种(IAS)对地中海生态系统的威胁日益严峻,其中绿藻Caulerpa cylindracea因其快速扩散能力和生态破坏性成为典型代表。传统生态位模型(ENM)存在采样偏差、过拟合和不确定性量化不足等问题。本研究提出创新框架,通过改进MaxEnt模型的多准则分析流程,结合站点加权指标和delta度量(衡量模型对权重方案的依赖性),为入侵物种管理提供更可靠的预测工具。材料与方法研究区域覆盖整个地中海盆地(30.21°–45.97°N,-5.97°–36.28°E),空间分辨率1/24度(约16.7 km2)。从Copernicus Marine Service等平台获取2000–2050
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
杂食性有蹄类动物野猪对植物群落及土壤有机碳的间接影响机制
引言生态系统功能(ecosystem functions)如碳储存和物种多样性维持常受关键种(keystone species)调控。作为典型的杂食性有蹄类(omnivorous ungulate),野猪(Sus scrofa)通过摄食、践踏、排泄和翻土(rooting)等多重作用影响生态系统,但其对地下碳库的间接影响机制尚未明确。本研究以苏格兰Bunloit再野化项目为基地,首次探讨野猪活动如何通过改变植物功能性状(plant functional traits)和多样性来调控土壤有机碳(SOC)。研究方法在511公顷研究样地内,研究者通过相机陷阱(camera traps)记录野猪访问频率
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
"濒危物种禁入区制图工具:南非高敏感保护物种关键栖息地的土地利用决策支持系统"
生物多样性危机与保护挑战当前全球正经历前所未有的生物多样性丧失,人类活动已改变75%的陆地表面。南非作为物种高度特有化地区(植物67%、爬行动物53%等),其范围受限的特有物种面临更高灭绝风险。尽管《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》设定了2030年保护30%陆地的目标,但可再生能源开发、农业扩张等需求与保护目标存在显著冲突。禁入区工具的设计原理工具筛选标准严格:仅纳入IUCN红色名录CR/EN/VU等级且符合B/C/D标准的物种分布范围≤25 km2的陆生物种排除可能因数据公开遭盗猎的物种通过整合2002年后的精确分布记录(空间精度<25m)与90m分辨率Landsat自然栖息地数据,构建了
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
基于卷积神经网络的陆生哺乳动物足迹识别:低成本地震节点与深度学习模型在生物多样性监测中的突破性应用
【Abstract】生物多样性监测技术迎来革新突破。研究团队成功开发出结合低成本地震节点与深度学习模型的足迹监测系统,在圈养环境中实现对四种陆生哺乳动物高达92%的物种识别准确率。这项技术通过全自动化工作流程,从9天的连续记录中提取10,965个足迹事件,验证了地震学方法在中小型哺乳动物监测中的可行性。特别值得注意的是,当设置0.8的置信度阈值时,模型准确率可提升至99%,尽管会损失27%的数据量。【1 INTRODUCTION】全球27%的哺乳动物正面临生存威胁,传统调查方法在监测大型哺乳动物时遭遇严峻挑战。主动调查方法如航空调查和样线调查存在显著低估物种的问题,而主流被动监测技术——相机陷
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
城市农业与绿地协同促进生态系统功能和生物多样性的系统综述与荟萃分析
城市扩张与农业生态的博弈过去30年城市面积扩张80%,其中70%直接侵占农田,威胁粮食安全与自然栖息地。都市农业作为替代性绿色基础设施,其生产模式与生态效益的平衡成为关键科学问题。本研究首次通过PRISMA框架对全球21项研究(243个效应值)进行系统分析,揭示了都市农业在生态功能与生物多样性方面的独特定位。生态系统功能的中间态表现相较于传统农田,都市农业展现出显著的生态优势:土壤质量提升25%(CI95: +12%至+39%),气候调节功能与城市绿地相当。这种差异主要源于都市农业更注重土壤管理,如有机质积累和减少耕作强度。然而在温度调节方面,高植被覆盖的绿地仍保持优势,特别是在夏季热浪期间(
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
猛禽机器人诱导鸟类集体逃逸反应:两种鸟类的集群位移效应与持久驱散机制
猛禽机器人触发鸟类集体防御机制研究背景动物集群行为(如鸟群)在进化中形成对抗捕食者的防御策略。当鸽群和鸥群在人类活动区聚集时,会引发公共卫生风险(如禽流感传播)和经济损失(农作物破坏)。传统驱鸟方法存在易习惯化缺陷,而仿游隼机器人(RobotFalcon, RF)通过激活本能逃逸反应,展现出独特优势。实验设计与方法在意大利北部两个典型冲突区域开展研究:牲畜农场:500只常年栖息的野生鸽污水处理厂:8000只越冬黑头鸥采用两种尺寸RF模型(模拟游隼雌雄二态性),通过标准化10分钟暴露试验,结合视频行为分析(BORIS软件)和海洋雷达监测,量化:集体行为(35.74%为集体转向)即时/短期数量响应
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
整合多源数据与分层模型:加州黑熊种群动态评估的创新方法及其保护管理意义
研究背景与意义野生动物种群精准监测是保护管理的核心挑战。针对狩猎管控物种,年龄收获数据(AAH)能反映种群年龄/性别结构,但传统方法易受猎人努力量等因素干扰。本研究创新性地将贝叶斯状态空间模型与相机陷阱数据整合,构建分层框架(BCRs区域划分),首次实现加州黑熊全境种群动态评估,为管理政策提供科学依据。研究方法数据采集:AAH数据:2013-2023年加州狩猎黑熊牙齿年龄鉴定数据(Matson's Lab),结合地理编码技术定位至9个熊保护区域(BCRs)。相机陷阱:整合4188个位点数据(CDFW/USFS项目),采用30天闭合假设的Royle-Nichols模型(RN)分析相对丰度。局部密
来源:Ecological Solutions and Evidence
时间:2025-08-04
-
气候变化下欧洲蛇类的生存危机:变暖气候对冷血动物的致命威胁
ABSTRACT欧洲气候剧变对依赖特定温度的蛇类构成严峻挑战。研究通过整合物种分布、土地利用和气候数据,建模分析了31种蛇类当前与未来的生态适宜性。结果显示欧洲蛇类适宜区普遍减少,其中耐寒物种(Vipera berus等)受暖化影响最显著。西欧特别是伊比利亚半岛物种适宜性下降明显,而巴尔干地区因地形多样性和耐旱蛇类群落可能成为气候避难所。研究强调了气候变化对蛇类丰富度的异质性影响,为针对性保护策略提供科学依据。Highlights西欧与巴尔干地区呈现相反变化趋势,后者因地形复杂性和耐旱物种优势可能成为未来热点耐寒物种如草地蝰(Vipera ursinii)预计丧失50%栖息地,而里海鞭蛇(Do
来源:Biological Diversity
时间:2025-08-04