斑块生境中具有捕食风险的动力系统模型及其数值模拟研究

从生物的捕食系统出发．提出了一种斑块生境中具有异质捕食风险的新机制．并构造了一个动力系统模型。在此模型之上,首先研究了扩散对系统稳定性的作用．并对系统进行了计算机模拟。研究发现：具有不同捕食风险的斑块生境之间的扩散(无论是只有食饵的扩散．还是食饵和捕食者共同的扩散)对整个捕食系统所起的作用主要取决于扩散的速率——只有在适中的扩散速率下系统才会稳定．如果扩散速率过快,则引起系统的强烈振荡。当只有食饵发生扩散时,参数f的值越小(f代表高捕食风险生境斑块体积占整个系统体积的比例)．系统越稳定。在捕食者与食饵同时扩散的时候．只有适中或较小的参数f才可以实现系统的长期稳定。其次研究了系统中种群空间平均平衡密度随扩散速率增加的变化趋势。模拟结果表明：系统中食饵种群的空间平均平衡密度随扩散速率增加而减小;捕食者种群平衡密度的变化趋势则取决于系统斑块之间的扩散形式：只有食饵发生扩散时．捕食者种群的空间平衡密度先保持不变．然后缓慢下降;捕食者与食饵同时扩散的时候．捕食者种群平衡密度呈上升趋势。上述结论是由空间异质的捕食风险所决定的．也就是一种下行控制力所限制的结果。综合以上两个结论．认为斑块之间的扩散形式决定了扩散对系统动态的作用和种群空间平均平衡密度对扩散速率增加的反应。     

半干旱区春小麦生长系统的人工神经网络模型与产量预测

以半干旱区春小麦生长系统为研究对象。探讨了作物生长系统中水分、土壤养分等生态因子的时空变化特征及春小麦产量形成机制,应用人工神经网络方法建立了半干旱区春小麦生长系统的产量随环境因子变化的神经网络模型,并与传统的CTM模型进行了比较。模拟结果表明,人工神经网络模型可适用于半干旱区春小麦生长系统产量随环境因子变化规律描述,且优于传统模型,从而为春小麦产量预测提供了新的途径,也为作物生态系统的人工调控提供了新的模式与定量依据。     

干旱荒漠区人工植物群落演替模式及其生态学机制研究

以我国干旱荒漠区包兰铁路沙坡头地段人工植被防护林体系作为研究对象,研究了区域植被建立与发展过程中,优势植物种的种群动态和人工植物群落的演替模式,探讨了植物群落演替的内在动因和生态学机制．结果表明,该区人工植被经过40余年的演变,其植物种组成发生了很大的变化,已由原来的灌木、半灌木人工植物群落演变为一年生草本植物占优势的人工-天然荒漠植物群落．在此演替过程中,人工栽植的灌木种如柠条、花棒等的重要值不断减少,逐渐从人工植物群落中退出;而天然繁衍的一年生草本植物如小画眉草、雾冰藜、刺蓬、虎尾草等相继侵入,并逐渐成为该区的优势植物种;油蒿由于具有天然下种自行更新能力,在群落中始终占有重要地位．这种物种替代模式与该地区降水资源严重匮乏以及沙地表面结皮的增厚,致使沙子下层含水量降低。深根系的灌木及多年生草本的繁衍受到限制密不可分．     

荒漠一年生植物小画眉草的种群动态调节与模拟

以分布在沙波头沙漠试验研究站人工固沙植被中的一年生植物小画眉草为例,研究了荒漠一年生植物不同时间尺度上的种群动态与调节机制,试验结果表明：（1）一年生植物小画眉草种群的续存与其种子库中种子的分批萌发对策密切相关;（2）同一个生长季内,制约小画眉草种群数量变化的关键因子随降水条件的不同而变化,即当环境适宜度较小时（干旱胁迫）,非生物因子（降水）限制种群数量;当环境适宜度较大时,密度依赖的竞争作用调节种群大小;（3）在较长的生态时间尺度上土壤特性（结皮厚度,养分含量）也是影响小画眉草种群动态的一个重要因素;（4）小画眉草种群的存活曲线属于C型,说明该种是较为典型的r－对策者。     

沙区生态系统恢复演变过程中固沙植物种间生态位关系变化的研究

以演变时间为生态位维 ,通过分析物种的生态位体积和生态位重叠 ,研究了荒漠生态系统恢复演变过程中固沙植物种间生态位关系的变化 ,同时也探讨了物种更替的生态学机制。这一研究对于实现沙区固沙植物群落的持续发展具有重要的指导意义