稀树草原模型中的脉冲式火干扰：树-草共存态、多稳定系统态与恢复力
种群与进化
2021-09-13 v2 动力系统
摘要
稀树草原生态系统由规律性火灾的频率与强度所塑造。我们通过一个常微分方程(ODE)对稀树草原建模，该方程编码了树木与草之间单向抑制的Lotka-Volterra相互作用。通过将火作为离散干扰施加，我们构建了一个脉冲动力系统，得以辨识火频率与强度变化的影响。该模型展现出三种不同的双稳态机制：稀树草原与草地之间；两种稀树草原态之间；以及稀树草原与林地之间。该脉冲模型揭示了针对火强度与频率变化的丰富分岔结构——这些结构在带有连续火的类似ODE模型中大体不可见。此外，以草量作为系统状态中具有社会价值函数的例子，我们考察了该社会价值对不同干扰机制的恢复力。我们发现，被重视量的大幅转变(“ tipping”临界点跃变)可由干扰机制的微小变化所触发。
引用
@article{arxiv.2103.12132,
title = {Impulsive fire disturbance in a savanna model: Tree-grass coexistence states, multiple stable system states, and resilience},
author = {Alanna Hoyer-Leitzel and Sarah Iams},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12132},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 9 figures