降水间歇性对半干旱景观中植被模式的影响
种群与进化
2020-02-17 v2
摘要
植被模式是许多半干旱地区的特征现象。这些生态系统中的限制性资源是水，水通过短暂而强烈的降雨事件进入系统，引发植物生长与种子扩散等生物过程的脉冲。我们基于 Klausmeier 反应-平流-扩散系统提出了一个脉冲模型，解析研究了降雨间歇性对模式产生的影响，并通过模型扩展的数值模拟补充了我们的结果。我们的研究聚焦于均匀植被与模式化植被之间发生转变的参数区域。结果表明，与低频率降水脉冲相关的衰减型过程抑制了模式的出现；并且在间歇性降雨机制下，若植物物种不能有效利用低土壤湿度水平，则在比连续降雨下更低的总降水体积下即可维持空间均匀解。与反应-扩散模型的经典情形不同，模式并非由扩散驱动的不稳定性引起，而是由降水脉冲之间足够长的干旱期与水扩散共同导致。我们的结果进一步表明，引入脉冲型种子扩散削弱了植物扩散核宽度与形状变化对模式产生的影响。
关键词
引用
@article{arxiv.1911.10878,
title = {Effects of precipitation intermittency on vegetation patterns in semi-arid landscapes},
author = {Lukas Eigentler and Jonathan A. Sherratt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.10878},
year = {2020}
}