降雨与火灾频率对树-草动态的影响：捕捉沿生物地理梯度的森林-稀树草原分布
种群与进化
2018-02-19 v1 动力系统
摘要
本工作中，我们改进了先前的最小树-草稀树草原模型，除火以外还考虑了水分可用性，因为已知这两类因素对沿气候梯度塑造稀树草原外貌都很重要。如我们之前的模型，我们考虑草和树生物量的两个非线性函数，分别用于考虑草-火反馈，以及树木对给定强度火火的响应。新颖之处在于降雨被纳入树木和草的生长函数以及生物量承载容量中。然后，我们对该 ODE 模型进行定性分析，显示平衡点的存在并研究其稳定性条件。我们还基于降雨和火灾频率构建了二维分岔图。这得以总结模型的不同情景，包括被证明可能的多重稳定性。接下来，为给模型带来更多现实性，脉冲火事件被建模为类似于 ODE 系统的 IDE（脉冲微分方程）系统的一部分。我们提供了数值模拟，并讨论了 ODE 和 IDE 模型能够预测的一些重要生态学结果。值得注意的是，当火灾回归期增加时，尤其在湿润和潮湿气候区，森林向贫树外貌（草原和稀树草原）的扩张被系统性地预测到。
引用
@article{arxiv.1802.05986,
title = {Effect of rainfall and fire frequency on tree--grass dynamics: Capturing the forest--savanna distributions along biogeographic gradients},
author = {Alexis Tchuinté Tamen and Pierre Couteron and Yves Dumont},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.05986},
year = {2018}
}
备注
39 pages, 11 figures,