随机干扰下多稳植被生态系统稳态转换的时间延迟效应研究

基本信息
批准号:11305079
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:曾春华
学科分类:
依托单位:昆明理工大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:聂林如,曾辉,杨平,刘志强,段卫龙,范国锋,韩清林,杨涛
关键词:
噪声时间延迟预警信号植被生态系统稳态转换
结项摘要

Multiple stable states widely exist in the ecosystem, different steady states correspond to different ecological structures and functions , and can exert different values of ecological services. The multistable ecosystem often shifts between different steady states.As a result,such regime shifts can lead to degradation of ecology and economy. The project utilizes shifts between different steady states in the process of vegetated ecological degradation as the research object, considers the external environmental perturbations and the effect of time delay in the process of system degradation , and establishes a multistable vegetated ecological model containing noise and delay. Based on the delayed Fokker-Planck equation and modified Euler numerical simulation,calculating characteristic parameters of the transition behavior in multistable ecosystems (steady state probability distribution and regime shift time, etc), analyzing the effect mechanism of noise and time delay factors on the warning indicators of regime shifts (including intersection point of regime shift time in two opposite directions,etc) of the ecosystem, exploring the stability and resilience of multistable vegetated ecosystem and revealing the laws of regime shift and vegetated ecological restoration , the implementation of this project depends on the methods of non-equilibrium statistical physics to study complex multistable vegetated ecosystems, utilizes the view of physical phase transition theory to understand the shift mechanism between different steady states in multistable vegetated ecosystems, and provides a reference for vegetated ecosystem restoration.

多稳态现象广泛存在于生态系统中,不同的稳态对应于不同的生态系统结构和功能,并且可产生不同的生态系统服务价值。具有多稳态的生态系统经常会发生不同稳态之间的转换,从而导致生态与经济方面的损失。本项目以植被生态退化过程中的不同稳态之间转换为研究对象,考虑外界环境随机干扰及系统退化过程中时间延迟效应,建立含有噪声和延迟的多稳植被生态系统模型。基于延迟Fokker-Planck方程及改进Euler数值模拟,计算表征多稳生态系统跃迁行为的特征参量(稳态概率分布和跃迁时间等),分析噪声和延迟因素对该系统稳态转换预警指标(两个相反方向稳态跃迁时间的交点等)的影响机制,探讨多稳植被生态系统的稳定性和恢复力,揭示其稳态转变规律及植被生态恢复。本项目的实施在于以非平衡统计物理的方法来研究复杂的多稳植被生态系统,从物理学相变理论的角度理解多稳植被生态系统的稳态之间转换机制,为植被生态系统修复提供一定的参考。

项目摘要

本项目以植被生态退化过程中的不同稳态之间转换为研究对象,考虑外界环境随机干扰及系统退化过程中时间延迟效应,建立含有噪声和延迟的多稳植被生态系统模型。基于延迟Fokker-Planck方程及改进Euler数值模拟,计算表征多稳生态系统跃迁行为的特征参量(稳态概率分布和跃迁时间等),分析噪声和延迟因素对该系统稳态转的影响机制。主要研究结果表明:(1) 建立含有噪声和延迟的多稳植被生态系统模型,噪声和时间延迟会致使多稳植被生态系统从植被态向沙漠态转换,并且能增大转换到沙漠态的概率;(2) 在多稳植被生态系统加入周期信号,噪声关联强度以及时间延迟的变化也会增强或削弱共振现象,而且时间延迟会诱导双共振现象; (3) 建立含有色噪声驱动下的植被生态系统,自关联时间,噪声之间的关联强度和关联时间,以及时间延迟也会致使系统的稳态发生转换及增强转化速率;(4) 建立随机干扰湖泊富营养化生态模型,噪声可以诱导湖泊生态系统从富营养态向贫营养态转换,噪声强度可以增强生态系统在贫营养态的稳定性。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016
5

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

DOI:
发表时间:2020

曾春华的其他基金

相似国自然基金

1

海洋浮游生态系统多稳态转换的非线性动力学机制研究

批准号:10772132
批准年份:2007
负责人:王洪礼
学科分类:A0702
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
2

随机系统共振现象的时间延迟效应及相关问题研究

批准号:11165016
批准年份:2011
负责人:梅冬成
学科分类:A2503
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
3

随机激励下多稳态系统的临界过渡识别及Basin Stability分析

批准号:11872305
批准年份:2018
负责人:徐伟
学科分类:A0702
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

随机通信干扰下多智能体系统的一致性研究

批准号:11326194
批准年份:2013
负责人:张青
学科分类:A0601
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目