毒素在森林各分室循环的广义模型的变结构控制

利用广义系统变结构控制理论,研究了一个毒素在森林各分室循环的广义模型的变结构控制问题.首先,针对毒素在森林生态系统各分室的循环特征,构建了毒素在森林各分室循环的广义模型;其次,利用广义系统理论,对所建模型的平衡点进行了稳定性分析;最后,应用广义系统变结构控制理论设计了变结构控制器,使森林各分室中的毒素最终稳定到零点,使森林生态系统正常发展.     

荒漠生态系统磷循环及其驱动机制研究进展

磷(P)循环在维持荒漠生态系统的生物多样性水平、结构和功能的稳定性、元素的动态平衡,以及荒漠自然资源的可持续利用方面有重要作用。通过查阅国内外有关P循环的文献资料,发现当前国内尚缺乏针对荒漠生态系统P循环的系统研究,特别是P循环的生物和非生物驱动机制。综述了荒漠生态系统P的输入-输出过程,植物对P的吸收转运机制以及对P循环的作用,生物土壤结皮(BSC)有机分泌物对P循环的贡献,以及荒漠生态系统P循环过程对气候变化的响应机制等。文末展望了荒漠生态系统P循环的一些重要研究方向和亟需解决的科学问题,包括(1)P在荒漠生态系统中的存在形态、分配及动态平衡;(2)土壤微生物对荒漠植物获取土壤有效P的驱动作用;(3)入侵植物对P循环的影响与潜在生态风险评估;(4)利用分子生物学和基因组学手段揭示真菌-荒漠植物根系系统P循环的基因调控机制;(5)微生物分泌物、土壤磷酸酶类(包括磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和三磷酸单酯水解酶)和作用于含磷酸酐和N—P键的酶对土壤P循环的调控;(6)气候变化(干旱、高温和降水节律变化等)如何影响P的生物和非生物转化过程;(7)基于同位素示踪和生态化学计量学理论解释荒漠生态系统...     

具有垂直传染和时滞的肺结核传染病模型

建立了一类含时滞具有垂直传染的肺结核传染病模型,得到了系统的基本再生数R_0.利用平衡点处的特征方程讨论平衡点的局部渐近稳定性;通过构造Lyapunov函数讨论地方病平衡点的全局渐近稳定性;运用比较定理和分析的方法得到无病平衡点的全局渐近稳定性和地方病平衡点的持久性;最后利用数值模拟分析了时滞在模型中的影响.     

基于双时滞HTLV-I病毒模型的稳定性分析

针对双时滞HTLV-I病毒感染模型,探讨其平衡点及稳定性理论.依据模型固有属性,研究解的正性和有界性;通过构造适当Lyapunov泛函和利用稳定性理论,获证未感染平衡点和免疫耗尽平衡点是全局渐近稳定的;借助Hopf分支理论,分析免疫激活平衡点处相应特征方程具有的性质,获得该平衡点的局部稳定性和发生Hopf分支的充分条件.最后,数值实验结果表明,将HLTV-I模型中引入双时滞是合理的,有助于解释HTLV-I病毒的传播现象.     

磷影响陆地生态系统碳循环过程及模型表达方法

全球气候变暖已大大改变了陆地植物碳吸收能力,提高了全球植被净初级生产力。随着气候变暖的加剧,磷对植物生长的限制作用逐渐显现且不断增强,磷影响陆地生态系统碳循环的机理和模型研究已成为研究热点。该文系统分析了磷影响陆地生态系统碳循环的相关机理以及模型对相关过程的定量化表达方法。综合对比分析了国际上的CarnegieAmes-Stanford Approach-CNP (CASA-CNP)、Community Land Model-CNP (CLM-CNP)和Jena Scheme for Biosphere-Atmosphere Coupling in Hamburg-CNP (JSBACH-CNP)等碳、氮、磷耦合模型中磷影响植物光合作用与同化物分配过程、植物对磷的吸收过程、土壤中磷的转化过程以及生态系统磷输入与输出等过程的相关数学表达方法,指出了模型算法的局限与不确定性以及未来模型发展与改进的方向。同时综合对比分析了CASA-CNP、CLM-CNP、JSBACH-CNP模型的基本特征,总结了磷循环模型的建模方法,为未来开展磷影响陆地生态系统碳循环的模型模拟研究提供了借鉴方法与参考思路。     

磷影响陆地生态系统碳循环过程及模型表达方法

全球气候变暖已大大改变了陆地植物碳吸收能力, 提高了全球植被净初级生产力。随着气候变暖的加剧, 磷对植物生长的限制作用逐渐显现且不断增强, 磷影响陆地生态系统碳循环的机理和模型研究已成为研究热点。该文系统分析了磷影响陆地生态系统碳循环的相关机理以及模型对相关过程的定量化表达方法。综合对比分析了国际上的Carnegie- Ames-Stanford Approach-CNP (CASA-CNP)、Community Land Model-CNP (CLM-CNP)和Jena Scheme for Biosphere-Atmosphere Coupling in Hamburg-CNP (JSBACH-CNP)等碳、氮、磷耦合模型中磷影响植物光合作用与同化物分配过程、植物对磷的吸收过程、土壤中磷的转化过程以及生态系统磷输入与输出等过程的相关数学表达方法, 指出了模型算法的局限与不确定性以及未来模型发展与改进的方向。同时综合对比分析了CASA-CNP、CLM-CNP、JSBACH-CNP模型的基本特征, 总结了磷循环模型的建模方法, 为未来开展磷影响陆地生态系统碳循环的模型模拟研究提供了借鉴方法与参考思路。     

植物磷获取机制及其对全球变化的响应

磷是植物生长的必需元素,而陆地生态系统普遍存在磷限制,全球变化可能会影响土壤磷循环过程,进一步加剧磷限制,探讨植物磷获取策略对科学预测生态系统生产力如何适应全球变化具有重要意义。该文通过收集和梳理相关文献,从4个方面综述植物的磷获取机制及其对全球变化的响应:1)植物的磷饥饿响应机制;2)植物的磷获取途径和策略;3)土壤微生物对植物磷吸收的影响; 4)植物磷吸收对全球变化(温度升高、氮沉降和降水变化)的响应及其机制。该综述有助于深入理解全球变化背景下植物适应低磷胁迫的机理,也可为养分资源管理实践提供理论依据。     

营养液对植物影响的数学模型的全局稳定性

营养液的合理调配,对促进植物早熟、生长,抗干旱,防虫害具有重要意义.本文根据营养液和植物生长规律的关系,建立了营养液浓度-植物生长量的数学模型.通过比较原理,得到模型有界正解的存在性,进而利用特征值法、Liapunov函数法对模型的动力学特性进行分析.证明了模型平衡点的存在性,并讨论其稳定性,得到系统正平衡点的全局稳定性,为现实的无土栽培管理提供理论依据.     

媒体报道影响下Filippov传染病模型的研究

将感染者数量作为实施媒体宣传的指标,利用阈值策略建立了一类具有非连续媒体影响的SIR传染病模型,分析了滑模区域、切点及边界平衡点分歧产生的条件,讨论了真(假、伪)平衡点及边界平衡点的存在性及稳定性.最后,通过数值模拟验证理论结果.     

含三种群的植物病虫害模型的稳定性

考虑植物、害虫和害虫天敌三种群之间的关系,在人工喷洒杀虫剂作用下,建立一类新的三种群的植物病虫害模型.给出了模型无天敌病虫害平衡点和有天敌病虫害平衡点,利用Hurwitz定理和稳定性第一近似方法讨论了平衡点的稳定性,得到了两类平衡点渐近稳定的充分条件,并用Matlab进行了数值模拟,验证了结论的正确性.     

氮沉降对森林土壤磷循环的影响

磷是生物体必需的大量元素之一,也是许多生态系统的主要限制因子。近年来,大气氮沉降日益加剧,已对森林生态系统磷循环产生了不可忽视的影响。关于氮沉降对生态系统磷循环的影响已开展了一系列的研究,然而尚缺少对其整体的认识。因此,通过收集国内外已发表的相关文章,从以下五个方面综述氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响及其机理:1)阐述了森林生态系统土壤磷循环的概念;2)介绍了氮沉降对森林土壤磷循环影响的研究方法,包括长期定位模拟氮沉降法、自然氮沉降梯度法和同位素示踪法等;3)概述了氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响。目前的研究结论趋向于认为长期氮沉降使森林土壤磷循环速率加快。长期氮输入易于使土壤中可溶性磷向非活性磷酸盐库迁移而难以被利用。因此,为了满足需求,土壤磷酸酶活性将增加以加速有机磷的矿化,从而加速磷素在土壤-植物-微生物之间的周转。4)探讨了氮沉降影响森林土壤磷循环的机制。氮沉降可通过改变土壤有机质的性质、微生物群落组成、磷酸酶活性以及阳离子的流动性等途径影响森林土壤磷循环;5)指出了当前研究存在的问题及未来的研究方向。     

外来植物对陆地生态系统氮循环的影响途径

外来植物的引种和入侵已成为一个全球性的重要问题.许多外来植物不仅可以改变陆地生态系统的氮输入、输出,而且还可以通过改变氮素吸收、再利用,凋落物质量,土壤环境,土壤生物等因子影响陆地生态系统内都氮循环.在概述陆地生态系统氮循环基础上,系统综述了外来植物对陆地生态系统氮循环的影响方式和途径以及可能造成的生态后果,并对将来研究方向进行了展望:应更多考虑外来植物影响机制的复杂性、不同养分元素循环的相互作用和新技术手段的应用.     

陆地生态系统磷素循环及其影响因素

 磷是生命系统的重要组成成分,其在生态系统内的迁移转化是生态系统结构和功能的决定性因素之一。近20年来,磷在陆地生态系统内的重要性受到越来越多的关注。该文总结了国内外磷循环研究的成果,从磷的来源、在土壤中的存在形态和固定特性、影响因素的复杂性等方面分析了磷素循环的特点;系统阐述了磷在陆地生态系统各库之间及其内部,主要是植被-土壤亚系统内的迁移转化规律及影响因素。陆地生态系统磷素循环主要是系统内部的生物化学循环,由植物自身的遗传特性和土壤的生物、理化性质共同控制,不同控制因素的相对重要性因生态系统类型、时间和空间尺度而异。文章简述了磷循环研究方法的发展及存在的局限性;另外,分析了干旱、半干旱地区磷循环研究的重要性和意义;干旱区生态系统的脆弱性及其植被、土壤特性决定了其磷素循环有其自身的特点及研究的必要性。最后指出了当前陆地生态系统磷循环研究的发展趋势。     

沙地土壤磷循环研究

磷素是干旱半干旱地区沙地生态系统的限制性养分因子,沙地土壤磷循环对沙地生态系统生产力维持至关重要,越来越受到人们的关注.本文根据国内外研究成果,对沙地土壤磷的来源、磷库容量、磷循环途径和影响磷循环的因素等关键问题进行综述,认为磷循环研究方向可归纳为以下几个方面:1)影响沙地土壤磷循环各因素的作用机制;2)不同磷循环途径的磷收支通量;3)不同土壤利用状态下,磷平衡状况;4)不同土壤利用状态下,土壤生产力的可持续性;5)维持土壤磷平衡采用的生态恢复手段.上述研究,对于维持沙地生态系统稳定的生产力,解决人与资源和环境的矛盾均有指导作用.     

一类具有潜伏期的虫媒传染病模型的动力学分析

研究一类具有潜伏期的时滞虫媒传染病模型,确定了疾病是否流行的阈值.利用特征值理论分析了无病平衡点和地方病平衡点的稳定性,以时滞为参数,得到了系统在地方病平衡点产生Hopf分支的条件.数值模拟验证了理论研究的有效性.     

分数阶SIR传染病模型的稳定性分析（英文）

本文研究一类Caputo型分数阶SIR传染病模型的全局稳定性.首先,通过对方程进行求解得到了模型的平衡点.然后,根据关于Caputo型分数阶微积分的一个引理和分数阶动力系统的相关理论,分别构造相应的Lyapunov函数判断平衡点的稳定性.结果表明,当R_01时,模型有唯一的无病平衡点E_0,E_0是全局稳定的;如果R_01时,模型存在无病平衡点E_0和地方病平衡点E_*,E_*是全局稳定的.最后,给出了一些数值模拟来验证理论分析的结果.     

盐城滨海湿地优势植物碳氮磷生态化学计量高光谱反演

滨海湿地是海陆交界的生态过渡带,是自然界生物多样性最丰富的生态系统之一。湿地植物作为湿地生态系统重要的组成部分,研究其碳、氮、磷生态化学计量特征是了解植物生长状况与适应策略的有效途径。以江苏盐城滨海湿地为研究区,采集互花米草(Spartina alterifora)、芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、柽柳(Tamarix chinensis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)共5种优势湿地植物样本及冠层高光谱数据,对植物的碳、氮、磷生态化学计量特征进行高光谱反演研究。结果表示白茅、柽柳与芦苇的最佳反演模型为随机森林(RF)模型,对互花米草反演效果最好的是偏最小二乘(PLSR)模型,而对盐地碱蓬反演精度最高的是BP神经网络(BPNN)模型。研究表明利用高光谱数据可以实现湿地植物碳、氮、磷生态化学计量特征的准确反演,不同模型对于不同湿地植物的反演存在差异,RF模型的反演稳定性最强,是反演湿地植物生态化学计量特征的较优模型。     

基于突变现象的麦蚜种群广义系统模型的建立与分析

在蚜虫种群折叠突变模型的基础上,本文考虑到作物种群对蚜虫种群的影响作用,建立麦蚜种群广义系统模型.利用广义系统稳定性理论,得到其各平衡点稳定的充分条件.最后通过数值模拟验证结论的正确性.     

具有Allee效应的食饵-捕食者模型的稳定性分析

建立了具有Allee效应的食饵—捕食者模型,讨论了强Allee效应和弱Allee效应对食饵种群的影响以及模型解的有界性和各平衡点的存在性,分析了各平衡点的局部渐近稳定性,进一步通过构造Lyapunov函数分析了正平衡点的全局渐近稳定性.     

出生和死亡具有密度制约的不育控制下的害鼠种群动态

讨论了一类出生和死亡都具有密度制约的不育单种群害鼠模型,得到了各平衡点存在及局部渐近稳定的条件,证明了各平衡点的全局渐近稳定性.最后利用数值模拟验证了所得结论,并进一步分析了密度制约因素和传染率对于平衡点的稳定性及种群规模的影响.