【摘 要】
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为解决侵蚀所带来的生态环境恶化问题,学者们将非线性方法引入侵蚀生态学中。论文针对干旱或半干旱风蚀地区的沙丘植被演化问题,构建了风蚀-植被相互作用的动力学模型,探究了风蚀地区植被与沙丘的斑图形成和稳定性机制,讨论了风蚀-植被系统的复杂动力学行为以及系统参数变化对其的影响。主要研究结果如下:（1）通过分析植被与风蚀的复杂相互作用关系,构建了时空连续的和离散的动力学模型,通过稳定性和图灵失稳分析,确定了
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为解决侵蚀所带来的生态环境恶化问题,学者们将非线性方法引入侵蚀生态学中。论文针对干旱或半干旱风蚀地区的沙丘植被演化问题,构建了风蚀-植被相互作用的动力学模型,探究了风蚀地区植被与沙丘的斑图形成和稳定性机制,讨论了风蚀-植被系统的复杂动力学行为以及系统参数变化对其的影响。主要研究结果如下:（1）通过分析植被与风蚀的复杂相互作用关系,构建了时空连续的和离散的动力学模型,通过稳定性和图灵失稳分析,确定了植被和风蚀的共存状态和斑图形成条件。（2）通过分析发现,风蚀-植被系统在Turing区域以及Turing-Hopf耦合区域能产生热点状斑图,与实际风蚀地区的沙丘地貌相对应。时空离散动力学模型的分岔分析表明,植被和风蚀可能存在周期和混沌的动力学变化。（3）风蚀-植被系统存在三个平衡点,揭示植被风沙存在多稳态。中间平衡点总是处于不稳定状态,其余两个平衡点存在三种稳定情形:两者均为稳定平衡点,只有一个稳定平衡点,两者均不稳定。多稳态的存在会干扰风蚀-植被斑图的形成。（4）通过改变植物生长率系数探究了植物在非均匀生长情形下对风蚀-植被斑图形成的影响。同时模拟了极端条件对风蚀-植被斑图的破坏作用,比较了沙丘不同时间演化尺度对风蚀-植被系统空间格局的影响。本文基于风蚀-植被动力学模型,探究了风蚀地区植被与沙丘的稳定性机制和斑图形成的非线性机制,论述了多稳态结构对风蚀-植被斑图形成的影响。通过结合实际生态过程,定量讨论了参数变化对风蚀-植被系统造成的影响,为预测风蚀地区植被生态系统的演变提供理论基础。
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