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旱地植被格局形成的脉冲降水模型。 (英语) Zbl 1518.35071号

小结:我们建立了一个模型,用于研究暴雨变化对旱地生态系统带状植被格局形成的影响。在罕见的暴雨期间,水的输入被建模为对土壤水的瞬时冲击。从地表水到土壤水分的重新分布说明了植被对渗透速率和下坡地表径流速度的影响。水和生物量分布之间的这两个正反馈作用于暴雨的快速时间尺度。在干旱期,与土壤水分和生物量相关的缓慢过程使用了经典的反应扩散框架。该脉冲降水模型预测,植被带的首选间距取决于雨水脉冲在渗入土壤之前在陆上传播的特征距离。通过这种方式,植被模式由快速生态水文过程决定,并可能与其旱地降水模式相协调。我们展示了这种适用于随机降雨输入的建模框架如何用于研究在具有相同低年平均值的不同降水模式下旱地模式形成生态系统的可能崩溃。例如,模型模拟表明,较短的雨季和较大的风暴深度变化都可能加速生态系统崩溃。

MSC公司:

35立方厘米36 PDE背景下的模式形成
35升12 脉冲偏微分方程
35卢比60 随机偏微分方程的偏微分方程
92D40型 生态学
86A05型 水文学、水文学、海洋学
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