摘要:
植被斑图是干旱半干旱区生态系统的典型特征之一, 它能定性地刻画植被在空间上的分布结构, 从而可作为生态系统改善和退化的早期指标. 本文通过综述植被系统中存在的分支现象来揭示植被斑图的形成机制并提供荒漠化预警信号. 首先, 利用 Hopf 分支理论定性地分析植被系统产生空间齐次 Hopf 分支的条件, 解释植被生物量呈现年际周期波动的现象. 其次, 利用 Turing 分支理论分析现有的植被模型, 揭示植被的空间分布特征以及斑图的形成机制, 并且运用多尺度分析方法细化这些斑图的类型以及寻找系统经历斑图相变的参数阈值. 最后, 当 Hopf 分支和 Turing 分支同时发生时, 动力系统会经历 Turing-Hopf 分支. 运用反应扩散方程的规范型理论推导 Turing-Hopf 分支的规范型, 再通过柱坐标变换得到振幅方程, 分析其动力学性态, 进而揭示更复杂的植被时空斑图.
张红桃, 孙桂全 .
植被系统的时空动力学研究进展
[J]. 数学理论与应用, 2023, 43(2): 1-15.
Zhang Hongtao, Sun Guiquan.
Progress in Spatiotemporal Dynamics of Vegetation Systems
[J]. Mathematical Theory and Applications, 2023, 43(2): 1-15.