加权模型的复杂网络的多目标鲁棒性优化

现有的方法在复杂网络单目标鲁棒性优化中已取得显著成效.但在现实生活中,复杂网络结构往往会同时受到多种方式的破坏,因此设计能同时抵抗多种破坏下连通鲁棒性更佳的网络结构具有重要意义.多目标复杂网络鲁棒性计算成本非常大,在搜索过程中引入代理模型来评估复杂网络的连通鲁棒性,并对几个代理模型加权评估后的值作为评估值来引导进化算法搜索连通鲁棒性更佳的网络结构进行研究.通过3种代理模型加权组合(TSWA)方法对复杂网络连通鲁棒性进行评估,并与3种单一代理模型和3种代理模型求平均的评估方法进行比较.在4种合成复杂网络(SF、ER、SW、RT)上的连通鲁棒性进行实验分析,结果验证了加权代理模型评估方法能辅助进化算法得到连通鲁棒性更佳的网络结构.

鄱阳湖平原土地利用变化对生态网络稳定性影响的模拟分析

土地利用变化是改变区域景观结构和生态特征的主要原因,也是影响区域生态稳定性的重要原因。以鄱阳湖平原地区为研究区,基于2000、2010和2020年的3期遥感影像数据,对鄱阳湖平原地区不同情景下2030年土地利用变化进行定量模拟,并采用连通鲁棒性方法对生态网络的稳定性进行分析。结果表明:1)鄱阳湖平原地区未来土地利用变化中耕地、建设用地面积变化最大,其中,城市快速增长情景(Fast Urban Growth,FUG)下的建设用地面积增长最多,较2020年增长了70.27%;耕地面积在3种未来情景中面积均有减少;林地面积在常规发展情景(Conventional Development Scenario,CDS)、FUG和生态保护情景(Ecological Conservation Scenario,ECS)下较2020年分别减少了6.90%、7.23%和6.70%。2)通过景观连通性评价得到鄱阳湖平原地区2030年CDS、FUG和ECS情景下的生态源地面积分别为2464.2、2666.72和3141.88 km^(2);识别生态廊道169、255和299条;可以看出,ECS情景能保留更多的生态源地和生态廊道。3)3种未来模拟情景中,FUG下生态廊道“障碍点”数量最多,为23处,CDS情景下的生态廊道“夹点”数量最多,为117处,ECS情景具有最少的“障碍点”和“夹点”,因而具有更稳定的网络结构特征和功能;4)“随机攻击”模式下,CDS、FUG和ECS情景的连通鲁棒性均呈现缓慢的下降趋势,生态网络稳定临界值分别为89%、90%和90%的节点删除比;在“蓄意攻击”模式下,CDS、FUG和ECS三种未来模拟情景中,ECS情景呈现更高的网络稳定性临界值,为55%的节点失效比,由此可知,ECS下的生态网络稳定性最高。研究结果可为鄱阳湖平原地区维护生态系统稳定、生态保护管理策略的制定提供定量参考和决策依据,也可为鄱阳湖平原地区生态空间规划提供有效支撑,也为类似区域的生态网络研究提供案例借鉴。