什麼叫時空異質性(時空異質性)

為啥說環境污染可以翻越時空

環境污染可以翻越時空原因如下。

1。通過選擇能夠減輕污染的策略，可以實現環境污染翻越國界的轉移，這是跨國界污染的另一個外部特性。

2。環境污染時空演進作用與影響的回歸系數均不相同，存在顯著的時空異質性。

空間異質性減弱的緣故

空間異質性(spatial heterogeneity)

大傢都知道，差別是統計剖析的基礎，隻有在研究數據存在差別時，我們才很有必要對其進行統計剖析，因此可以說差別是我們對其進行統計剖析的前提條件。

緊接著，使俺們把目光回歸於今天的主角----時空統計剖析，同理，我們為啥要對某一地區進行時空統計的一系列剖析呢？在傳統統計剖析的基礎上，對空間流行病學以及時空統計范疇有興趣的學者愈來愈多，人們認為空間上的區別地區之間的相互作用亦有也許會作用與影響所研究疾病的發生發展。於是，地區分佈的差別性同樣或許應該是相關學者對疾病的時空剖析有興趣的重要原因之一。“空間異質性”這個概念也就變得重要起來，在我看來，空間異質性是時空統計剖析的基礎，假如該地區不存在所研究疾病的空間異質性現象，那麼也就沒有做時空統計剖析的必要瞭。

那麼“空間異質性”的概念或許應該是怎麼樣的呢？通過知識混裝大無極⓵給出的解釋如下所示：

是指生態學過程和格局在空間分佈上的不均衡性及其復雜性。這一名詞在生態學范疇應用廣泛，其含義和使用方法也有多種。具體地講，空間異質性一般可以理解為是空間綴塊性(patchness)和梯度(gradient)的總和。而綴塊性則主要強調綴塊的種類組成特征及其空間分佈與配置的關系，比異質性在概念上更加具體。 於是，空間格局，異質性和綴塊性在概念上和實際應用中都是相互聯系，但又略有區別的一組概念。最主要的共同點在於它們都強調非均質性以及對尺度的依賴。

上述概念可能偏向於生態學，不是很好理解，簡單來說，我對“空間異質性”的理解就是所研究疾病在時間和空間尺度上展現出的疾病分佈的差別性。

例如相關學者⓶在研究寧夏地區肺結核時所繪制的寧夏肺結核標準化發病比（SMR）值的熱力圖，如下圖所示：

從圖上可以看出，2004-2023年寧夏地區肺結核SMR值的在22個縣（區）間的分佈並不一致，如何看出來的呢？顏色的深淺用以預示肺結核SMR值的高低情況，假如某一地區的色塊顏色較淺，則說明該地區的肺結核SMR值較低，反之，假如某一地區的色塊顏色較深，則說明該地區的肺結核SMR值較高。圖上顏色深淺不一的色塊則說明該地區肺結核分佈的非均質性，總之，2004-2023年寧夏地區肺結核病呈現出一定的空間異質性

生態遺傳學的基本內容

1　遺傳變異和環境變異 遺傳變異：形態變異，核型變異，酶譜和DNA指紋變異；

環境變異：環境變異的一般作用，可塑性和反應規范（reaction norm），遺傳穩態（genetic homeostasis）；

遺傳平衡定律。

2　進化要素

遺傳變異：突變和等位基因頻率的改變，突變率的估計，重組，重組與遺傳體制，突變和重組的進化意義；

自然選擇：自然選擇進化理論的必要條件，選擇的基本模型，突變和選擇的平衡，自然選擇和適應；

基因流動：大陸-島嶼模型，一般模型，基因流動和突變的關系，基因流動和選擇；

隨機遺傳漂變：隨機遺傳漂變的效果，有效種群大小；進化要素的聯合效應；

遺傳負荷（genetic load）：突變負荷，分離負荷，置換負荷。

3　非隨機交配和數量性狀

非隨機交配：亞種群和wahlund公式，自體受精，近交系數，譜系近交系數，近交與選擇；

數量性狀：數量性狀的性質，數量性狀的遺傳模型，估計遺傳方差和遺傳率。

4　種群增長和調節

種群增長：指數增長，邏輯斯諦增長，密度；

種群調節：密度制約死亡，非密度制約死亡；

種群統計：生殖力表和存活表，種群統計范圍（凈置換率，世代長度和穩定的年齡分佈，瞬時增長率，預其壽命，生殖值）；

種群統計遺傳學和生活史式樣的進化：選擇的生態學模型（頻率制約選擇，密度制約選擇），種群統計遺傳學（demographic genetics）（合子選擇，性選擇，配子選擇，生殖力選擇），生活史式樣的進化（r和K對策生活史式樣，C、S和R對策生活史式樣）。

5　種間關系

種間競爭角逐：競爭角逐排斥，理論模型，生態位理論，自然種群間的競爭角逐；

捕食者和獵物間的相互作用：理論模型，自然種群間的捕食作用，滅絕；

協同進化：種間競爭角逐能力和性狀置換（character displacement），捕食者和獵物的進化，互惠共生現象，紅皇後假說（Red Queen hypothesis）。

6　 社會行為的進化 作為表型特征的行為；行為的適應性；行為的遺傳率；社會行為；傢系選擇和集團選擇。

7　種群內平衡多態現象的維持機制

雜合有利性；頻率制約選擇；強制異體受精；相反的選擇壓力；減數分裂比偏移（meiotic drive）；性比；時空異質性；自然種群的遺傳結構。

8　雜交，預適應（preadaptation）和適應

雜交：雜交的效果，滲入雜交的實際案例，雜交與多倍體和無融合生殖；預適應和適應。

9　種的概念和種的形成

種內變異：地理變異，生態型，漸變群，多態現象和多型現象；種的概念：種的定義，隔離機制，生殖隔離的源頭，進化式樣；遺傳體制的進化；種的形成方式：異地物種形成（allopatric speciation），鄰地物種形成（parapatric speciation），同地物種形成（simpatric speciation）。

10　分子變異和進化

分子變異的維持理論；有關這幾個理論的證據；分子鐘；系統樹。

自然和社會科學中的尺度問題

在地理學、生態學、環境科學以及其他自然和社會科學研究中，研究人員往往first of all需要回答以下問題：①研究在多大空間范圍或多大空間分辨率（空間尺度）上進行?②在某一空間分辨率（空間尺度）上的研究結果是否能推廣到另外空間尺度?這兩個問題所關心的核心概念是鉆石的尺度問題，因此尺度問題是很多科學研究中的核心問題之一。

一般而講，尺度是指觀測和描述實體、結構和過程的空間維（Marceau，1999）。生態學傢定義的尺度具有兩種含義：粒徑（grain）和范圍（extent）。前者對應於觀測的最小空間采樣單元，後者則指觀測所覆蓋的總面積（O'Neill and King，1998）。Lam等（1992）從地理學的角度，定義瞭三個意義上的尺度。Cao and Lam（1997）將此發展為四個意義上的尺度：①制圖尺度或地圖尺度，即地圖比例尺，它是地圖上的距離與對應的地面實際距離的比，大比例尺的地圖一般提供更詳細的信息；②地理或觀測尺度，即研究區域的空間范圍，它相應於生態學中的范疇，大尺度的研究覆蓋較大的研究區域；③運行尺度，指特定地學過程運行的尺度。一些研究者將其稱為“作用尺度（action scale）”，運行尺度是由所鉆石的地學現象或過程本身決定的，而觀測尺度的決定則往往具有很大主觀性；④測量尺度或分辨率，空間分辨率是指研究對象的最小可分辨部分的大小，它等同於生態學中的粒徑（grain）。不同尺度定義的意義如圖3-1所示（Cao and Lam，1997）。在本書中，我們所討論的尺度著重是測量尺度。

尺度轉換（Scaling）是將數據或信息從一個尺度轉換到另一個尺度的過程。尺度轉換可以是向上尺度轉換（Up-scaling），也可以是向下尺度轉換（Down-scaling）。向上尺度轉換也稱尺度擴展，是從較小尺度觀測中獲得較大尺度上信息的過程，而向下尺度轉換又稱尺度收縮，則是將大尺度上的信息分解到更小的尺度上的過程（Jarvis，1995）。

在自然和社會科學中，尺度而不是一個新的概念。例如，在物理學中，經典的牛頓力學隻適合使用於宏觀物質世界而不適合使用於微觀世界便是一個典型的尺度問題。地理學傢、生態學傢、水文學傢等也很早就認識到瞭尺度問題的重要程度，並在各自的范疇對尺度問題做瞭大量深入研究。尤其在生態學中，尺度問題得到廣泛註重和重視和非常深入的研究。

圖3-1 不同尺度定義的意義

在生態學中，早在20世紀50年代，Robinson（1950）就提出瞭“生態謬論（ecological fallacy）”的概念以解釋聚集涉及到個體關系的統計推理中的誤差問題。從此以後，尺度問題成為生態學中的一個主要研究方向。M。J。Crawley and J。E。Harral（2001）在11個尺度上探討瞭植物多樣性的尺度依賴性，發現植物的生物多樣性統計隨尺度不同而變化；在不同的空間尺度上，植物多樣性有不同的生態過程決定。Carsten Rahbek and Gary R。Graves（2001）對鳥類的種群豐度進行瞭多尺度評價。周紅章等（2000）研究瞭生物多樣性的變化格局與時空尺度的關系。Qi and Wu（1996）利用空間自相關指數研究瞭尺度變化對景觀結構剖析結果的作用與影響，這樣的結果表明，隨著剖析尺度的變化，空間自相關指數也隨著變化。Wu and Gao et al。（1997）剖析瞭景觀數據統計剖析結果隨空間尺度的變化。生態學中尺度問題鉆石的核心之一是選擇適合的尺度剖析生態學現象，如檢測植物群落的空間結構等。他們認為，生態學的研究尺度決定可以檢測到的結構和過程，應該確定對於所鉆石的現象或過程的最合拍的尺度。在這種認識的基礎上，生態學傢提出瞭尺度域（Scale domain）和尺度門限（Scale threshold）的概念。尺度域是指隨著尺度變化，特別規定的現象或結構不變或單調變化的區域；尺度域由尺度門限分割開。尺度門限是連續的空間尺度上一些劇烈變化的過渡區或一些重要的點。在尺度門限附近一些變量的變化會作用與影響這個生態過程的發生。

除瞭尺度效應研究以及合適尺度的選擇研究以外，尺度轉換問題也在生態學研究中得到註重和重視。如O'Neill 等（1986）將層次理論（Hierarchy theory）作為生態學中聯系空間尺度和信息的論理框架。依據這個理論，景觀被理解為一個具有連續層次組織結構的集聚實體。層次理論被普遍用於尺度轉換研究中。如Pasotr and Post（1988）用層次理論評價北美北方森林對氣候變化的多尺度響應；Haton and Wu（1995）利用層次理論將單個樹的水分利用外推到立地的水分利用；Asner and Wessman（1997）利用層次理論檢驗葉子，植冠和景觀水平上主動光合作用輻射吸收的控制因子。在景觀生態學中，結合斑塊動力學理論和層次理論，發展瞭層次斑塊動力學理論（Hierarchical patch dynamics paradigm，HPDP）（Wu and Loucks，1995；Wu and Levin，1998）。斑塊是在本質或表象上與其周圍不同的空間單元，是景觀的基本結構和功能單元。斑塊是景觀生態學中的核心概念。層次理論註重於研究由一定數量層次水平組成的景觀的垂直結構，斑塊動力學則註重研究水平方向上景觀的空間異質性和斑塊間的相互作用。層次斑塊動力學理論通過結合層次理論和斑塊動力學理論，提供瞭一個研究時空異質性、尺度和層次組織怎樣作用與影響生態系統結構和動態的論理框架（Wu and Loucks，1995）。

在地理學，尤其是人文地理學中，尺度效應問題也早已經得到廣泛關註。20世紀50年代，McCarthy et al。（1956）在研究產業關聯時就認識到：“在地理研究中，不能期望在某一尺度上的研究總結出的結論能適合使用於其他尺度上，尺度的每一個變化都會引出新的問題，沒有理由假設在某一尺度上的關聯在其他尺度上仍然存在”。Openshaw（1977，1978，1979，1981，1984a，1994b）在前人工作的基礎上，系統研究瞭地理學中的尺度效應問題，提出瞭著名的“可變面元問題（modifiable areal unit problem，MAUP）”，成為空間尺度效應剖析的經典理論。可變面元問題源於一個事實，即存在很多不同的方式將地理研究區劃分為互不重疊的面元以進行空間剖析。通常情況下，定義這幾個面元的標準是劃分面元的可操作性。這樣的結果是，這幾個劃分的空間面狀單元往往缺少本質的地理學意義。所以，假如這幾個面元的劃分是人為的和可變的，那麼以這幾個面元為單元的剖析結果是依賴於面元劃分方式和面元大小的。人文地理學中很多統計剖析，如空間分配模型、投入產出剖析、空間相互作用模型以及守舊的多變量統計剖析等方面的研究中也揭示瞭可變面元問題。例如，Fortheringham 等（1991）指出：“可變面元問題給多元回歸剖析中的參數估計帶來嚴重問題…對面元數據進行多變量剖析的結果顯然非常不可靠”。Arbia（1989）系統的研究瞭空間數據中尺度和聚集問題以及對數據統計特性、參數估計和顯著性檢驗的作用與影響。到目前為止，Openshaw關於可變面元問題的研究是對尺度問題的最系統的研究，對地理學研究方法有著深遠的作用與影響。

在水文、氣象等科目中，尺度問題也被作為一個核心問題受到註重和重視。例如，劉蘇峽和劉昌明（1993）在流域水文研究子單元劃分問題上，提出瞭“代表單元尺度”的概念。他們認為，在劃分子單元規模時，大於代表單元尺度的子區域之間相互單獨，而小於代表單元尺度的子區域之間則彼此空間結構相關。於是，在小於代表單元的尺度上研究問題時，必須考慮區域內各量的空間結構，不能用簡單容易的平均方法以點代面。無獨有偶，Wood等（1990）提出瞭代表單元面積（Representative Element Area，REA）的概念。他們發現，當子流域面積小於REA時，降雨徑流關系明顯受地形、土壤及雨強的空間變異的作用與影響；而當子流域面積大於REA時，可以隻對空間變異予以古典統計研究，而不用考慮其結構，對流域響應可以 使用簡化模型模擬。並 且，水文學參數的尺度轉換問題也受到廣泛關註，尤其是結合遙感信息進行水文學參數尺度轉換的方式方法取得很大進展（Beven and Fisher，1996）。

綜上所述，在生態學、地理學以及水文學等很多范疇，尺度問題受到廣泛關註並得到深入的研究。概括起來，對尺度的研究主要註重：生態、地理和水文模型的尺度效應問題；進行生態或地理等現象或過程觀測、模擬的合適尺度選擇問題；不同尺度間信息的轉換問題。因為上述范疇是遙感信息的主要應用范疇，所以這些范疇中對尺度問題的研究，為遙感信息尺度問題的研究奠定瞭堅實的論理基礎。

為啥說環境污染可以翻越時空

環境污染可以翻越時空原因如下。

1。通過選擇能夠減輕污染的策略，可以實現環境污染翻越國界的轉移，這是跨國界污染的另一個外部特性。

2。環境污染時空演進作用與影響的回歸系數均不相同，存在顯著的時空異質性。

景觀生態學中為啥要特別強調'異質性'?

景觀異質性 就是景觀要素及其屬性在空間上的變異性，或者說是景觀要素及其屬性在空間分佈上的不均衡性和復雜性。景觀異質性不但展現在景觀的空間結構變化上(空間異質性) ，而且展現在景觀及其組分在時間上的動態變化(時間異質性)。

景觀生態學本身不但是以往生態學鉆石的高度集成，它還帶過來瞭一些新的看法。景觀生態學強調生態學系統空間關系的研究，它把景觀看成是異質性的熱力系統，景觀生態學的核心就是景觀異質性的維持與發展。景觀異質性是指景觀或其屬性的變異程度。景觀異質性包括空間異質性、時間異質性和時空耦合異質性。景觀的時空異質性對景觀的功能與過程有重要作用與影響。