Volume 3,Issue 3
基于补播控制策略的随机植被
—— 水系统的指数稳定性研究
本文引入补播控制策略的随机植被-水系统,深入探究其指数稳定性.借助随机分析理论,结合Burkholder-Davis-Gundy不等式,对系统随机能量等式中的系数函数展开估计,进而得出指数稳定性和几乎必然指数稳定性的充分条件.以宁夏干旱半干旱地区植被为例构建具体模型并进行数值模拟,验证了所得理论结果的有效性.研究表明,合理的补播控制策略能够显著提升随机植被-水系统的稳定性,为该地区的生态修复与可持续发展提供了理论支持。
[1] 傅伯杰,于秀波,吕一河. 生态系统服务与生态安全 [J]. 科学通报,2019, 64 (3):221-234.
[2] Wang G, Liu J, Li X. Vegetation-water coupling mechanisms in arid ecosystems[J]. Journal of Arid Environments, 2020, 178:104256.
[3] 宁夏回族自治区气象局. 宁夏气候公报 (2022)[R]. 2023.
[4] 李新荣,张景光,王新平. 荒漠生态系统稳定性机制研究进展 [J]. 生态学报,2018, 38 (12):4151-4160.
[5] 盐池县自然资源局. 盐池县草原生态保护修复规划 (2021-2025)[Z]. 2021.
[6] Sasaki Y, Lauenroth W K. Plant species diversity enhances ecosystem reliability[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011, 108(29):11770-11775.
[7] 董世魁,蒲小鹏,胡自治. 高寒草甸退化草地恢复改良技术研究进展 [J]. 草业学报,2005, 14 (6):1-9.
[8] 王刚,陈亚宁,李卫红. 塔里木河下游植被- 水分关系模型及稳定性分析 [J]. 生态学报,2010, 30 (15):4067-4075.
[9] Laio F, Porporato A, Rodriguez-Iturbe I. Plants in water-controlled ecosystems: active role in hydrologic processes and response to water stress[J]. Advances in Water Resources, 2001, 24(7-8):707-723.
[10] Zhang L, Dawes W R, Walker G R. Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale[J]. Water Resources Research, 2001, 37(3):701-708.
[11] Mao X. Stochastic Differential Equations and Applications[M]. 2nd ed. Horwood Publishing, 2007.
[12] Khasminskii R Z. Stochastic Stability of Differential Equations[M]. 2nd ed. Springer Science & Business Media, 2012.
[13] Arnold L. Random Dynamical Systems[M]. Springer Science & Business Media, 2003.
[14] Tilman D, Reich P B, Knops J M. Biodiversity and ecosystem stability in a decade-long grassland experiment[J]. Nature, 2006, 441(7093):629-632.
[15] Huang J, et al. Effects of reseeding on soil properties and vegetation restoration in degraded alpine grasslands[J]. Catena, 2020, 191:104594.
[16] Gunderson L H, Holling C S. Panarchy: Understanding Transformations in Human and Natural Systems[M]. Island Press, 2002.
[17] 宁夏农业农村厅. 宁夏草原补播技术规范 (DB64/T 1754-2021)[S]. 2021.
[18] 郑元润,董学军,阿拉腾宝. 沙蒿种群在不同生境下的空间分布格局 [J]. 植物生态学报,2000, 24 (4):419-424.
[19] 赵哈林,张铜会,赵学勇. 科尔沁沙地植被退化对土壤水分的影响 [J]. 生态学报,2002, 22 (11):1916-1922.
[20] 王根绪,程国栋,沈永平. 干旱区流域尺度生态水文过程变化及其管理 [J]. 水科学进展,2002, 13 (1):111-118.
[21] 白永飞,李凌浩,黄建辉. 内蒙古草原植物功能群组成对生态系统功能的影响 [J]. 植物生态学报,2004, 28 (1):116-122.
[22] 苏永中,赵哈林,张铜会. 干旱半干旱地区植被生产力与土壤水分的关系 [J]. 生态学报,2003, 23 (7):1293-1301.