Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27284/d.cnki.gsxiu.2021.001080 |
| 植被斑图形成机制的动力学研究 | |
| 曹佳会 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 山西大学 |
| 中文摘要 | 荒漠化是当今最严重的环境以及生态问题之一.植被斑图是土地荒漠化过程当中出现的典型景观特征,且广泛的存在于全球的干旱半干旱区域.因此植被斑图的研究对于干旱半干旱地区的荒漠化控制以及植被恢复具有指导性意义.随着全球沙漠化形势越来越严峻,对于植被斑图的研究显得愈发重要.本文旨在通过考虑植被的饱和吸水效应以及植被与沙的对流作用,来研究植被斑图的形成机制,主要研究内容包括:第一章,给出了植被斑图的研究背景以及植被斑图的研究进展.第二章,植被生长过程中饱和吸水现象广泛存在但却没有被充分考虑,鉴于此,基于植被与水的相互作用建立了一个具有植被饱和吸水效应的植被-水模型.首先给出无量纲化后的模型,其次通过线性稳定性理论得到系统在均匀植被态处发生图灵不稳定性的条件和相应的图灵参数区域;再次,利用多尺度分析细化了在图灵参数区域内不同斑图结构的分布区域;最后,通过数值模拟展示了蜂窝状、条状、点条混合和点状的斑图结构以及之间的结构转变.本章得到的模拟结果很好地再现了植被的时空分布并解释了植被在现实中的演化趋势,进一步揭示了植被与时空结构、演化规律之间的关系,表明了植被饱和吸水效应能够诱导植被斑图发生相变.而且发现在降水增大的情况下,植被饱和吸水效应能够有效削弱植被斑图发生相变的趋势,更利于植被的生存.这为研究植被斑图发生相变的机制提供了一种新思路.第三章,在一些多风沙的地区,植被对沙的聚集效应会随着植被生物量的增加而增加,因此,在本文中我们主要考虑一种线性作用项的聚集效应机制.在本章建立了一个考虑盛行风的植被-沙扩散对流模型,分析了裸沙态和植被平衡点的存在性以及稳定性,给出了系统发生图灵不稳定的条件以及色散关系,通过数值模拟展示了扩散诱导植被和沙最终形成不规则斑纹,然而沙的对流诱导植被和沙最终形成带状斑图结构,表明了在沙漠地区盛行风更利于植被形成规则的空间分布结构.通过模拟有风情况与没有风情况下的斑图情况,进一步验证了盛行风引起的对流是植被形成带状斑图的驱动机制,这与一些多风沙地区观察到植被景观现象一致,验证了理论的正确性.第四章,对本文研究内容进行总结及展望. |
| 中文关键词 | 植被 ; 斑图 ; 稳定性分析 ; 饱和吸水效应 ; 对流 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X171;O175 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373395 |
| 作者单位 | 山西大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曹佳会. 植被斑图形成机制的动力学研究[D]. 山西大学,2021. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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