最大熵原理及其在生态学研究中的应用

被引:141
作者
邢丁亮 [1 ,2 ]
郝占庆 [1 ]
机构
[1] 中国科学院沈阳应用生态研究所
[2] 中国科学院研究生院
关键词
最大熵方法; 贝叶斯统计; 植物性状; 物种地理分布; 宏生态学; 物种相互作用; 度分布; 中性理论;
D O I
暂无
中图分类号
Q14 [生态学(生物生态学)];
学科分类号
071012 ; 0713 ;
摘要
最大熵原理(the principle of maximum entropy)起源于信息论和统计力学,是基于有限的已知信息对未知分布进行无偏推断的一种数学方法。这一方法在很多领域都有成功应用,但只是近几年才被应用到生态学研究中,并且还存在很多争论。我们从基本概念和方法出发,用掷骰子的例子阐明了最大熵原理的概念,并提出运用最大熵原理解决问题需要遵从的步骤。最大熵原理在生态学中的应用主要包括以下方面:(1)用群落水平功能性状的平均值作为约束条件来预测群落物种相对多度的模型;(2)基于气候、海拔、植被等环境因子构建物种地理分布的生态位模型;(3)对物种多度分布、种-面积关系等宏生态学格局的推断;(4)对物种相互作用的推断;(5)对食物网度分布的研究等等。最后我们综合分析了最大熵原理在生态学应用中所存在的争议,包括相应模型的有效性、可靠性等方面,介绍了一些对最大熵原理预测能力及其局限性的检验结果,强调了生态学家应用最大熵原理需要注意的问题,比如先验分布的选择、约束条件的设置等等。在物种相互作用、宏生态学格局等方面对最大熵原理更广泛的讨论与应用可能会给生态学带来新的发展机会。
引用
收藏
页码:295 / 302
页数:8
相关论文
共 53 条
[1]  
Plant traits,species pools and the prediction of relative abundance in plant communities:a maximum entropy approach. Sonnier G,Shipley B,Navas ML. Journal of Vegetation Science . 2010
[2]  
nferring species interactions in tropical forests. Volkov I,Banavar JR,Hubbell SP,Maritan A. Proceedings of the National Academy of Sciences,USA . 2009
[3]  
Inferring plant ecosystem organization from species occurrences. Azaele S,Muneepeerakul R,Rinaldo A,Rodriguez-Iturbe I. Journal of Theoretical Biology . 2010
[4]  
Applications of the principle of maximum entropy:from physics to ecology. Banavar JR,Maritan A,Volkov I. Journal of Physics:Condensed Matter . 2010
[5]   基于最大熵值法生态位模型(Maxent)的三种实蝇潜在适生性分布预测(英文) [J].
李白尼 ;
魏武 ;
马骏 ;
张润杰 .
昆虫学报, 2009, 52 (10) :1122-1131
[6]   美国大陆外来入侵物种斑马纹贻贝(Dreissena polymorpha)潜在生境预测模型 [J].
李明阳 ;
巨云为 ;
Sunil Kumar ;
Thomas J Stohlgren .
生态学报, 2008, (09) :4253-4258
[7]   利用MaxEnt预测橡胶南美叶疫病菌在全球的潜在地理分布 [J].
曾辉 ;
黄冠胜 ;
林伟 ;
梁忆冰 ;
李志红 .
植物保护, 2008, (03) :88-92
[8]   ROC曲线分析在评价入侵物种分布模型中的应用 [J].
王运生 ;
谢丙炎 ;
万方浩 ;
肖启明 ;
戴良英 .
生物多样性, 2007, (04) :365-372
[9]   复杂网络的度分布研究附视频 [J].
王林 ;
戴冠中 .
西北工业大学学报, 2006, (04) :405-409
[10]  
熵气象学[M]. 气象出版社 , 张学文,马力著, 1992