| 基于改进的Lotka-Volterra种间竞争模型预测退化高寒草地人工恢复演替结果 |
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| 引用本文： | 吴晓慧,单熙凯,董世魁,高晓霞,许驭丹,张曦,武胜男,胡樱,温璐,刘世梁,董全民,王文颖.基于改进的Lotka-Volterra种间竞争模型预测退化高寒草地人工恢复演替结果[J].生态学报,2019,39(9):3187-3198. |
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| 作者姓名： | 吴晓慧 单熙凯 董世魁 高晓霞 许驭丹 张曦 武胜男 胡樱 温璐 刘世梁 董全民 王文颖 |
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| 作者单位： | 北京师范大学环境学院;北京师范大学天文系;内蒙古大学生态与环境学院;青海师范大学生命科学学院;青海大学畜牧兽医科学院 |
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| 基金项目： | 科技部国家重点研发计划专项（2016YFC0501906）；水环境模拟国家重点实验室重点项目（17L03ESPC）；青海省创新平台建设专项（2017-ZJ-Y20） |
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| 摘 要： | 结合青藏高原地区黑土滩型退化高寒草甸改建成人工草地后恢复过程中植物群落组分的数量特征变化,基于中心差分法、相对误差热图、ODE算法等研究方法进行计算机模拟,对Lotka-Volterra种间竞争模型进行非线性化改进,建立了适于高寒草地人工恢复演替过程中的竞争效应预测模型,与经典的Lotka-Volterra种间竞争模型进行对比验证,实证了改进模型的可解性和准确性。并分析了改进的Lotka-Volterra模型的系统动力学行为,预测人工恢复植物群落各组分的竞争结局,判断人工草地恢复演替状况。结果表明:(1)随着恢复年限的增加,栽培植物(垂穗披碱草或草地早熟禾)与原生植物在经历一个激烈的竞争阶段后逐渐趋于动态平衡,表明人工种植的垂穗披碱草、草地早熟禾等本土植物,可以促进青藏高原地区"黑土滩"型退化高寒草甸的有效恢复;(2)综合各分组的恢复演替阶段特征,可食牧草、栽培植物和顶极植物均从第7年开始竞争力呈现明显下降的趋势,因此建议在对人工草地的恢复管理中,7—10年间进行适度的人为干预,如施肥、灭鼠害以及适当去除有毒有害杂草等;(3)综合各类植物的竞争演替预测情况,均从第20年左右开始逐渐趋于动态平衡。因此,根据该模型分析,从生态恢复的角度来看,"黑土滩"型退化草地进行人工恢复至少需要20年以上,才能获得较为稳定的植物群落。
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| 关 键 词： | 高寒人工草地 种间竞争模型 计算机模拟 恢复预测 |
| 收稿时间： | 2018/6/8 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2018/11/20 0:00:00 |
Prediction of alpine artificial grassland restoration based on an improved Lotka-Volterra interspecific competition model |
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| WU Xiaohui,SHAN Xikai,DONG Shikui,GAO Xiaoxi,XU Yudan,ZHANG Xi,WU Shengnan,HU Ying,WEN Lu,LIU Shiliang,DONG Quanmin and WANG Wenying.Prediction of alpine artificial grassland restoration based on an improved Lotka-Volterra interspecific competition model[J].Acta Ecologica Sinica,2019,39(9):3187-3198. |
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| Authors: | WU Xiaohui SHAN Xikai DONG Shikui GAO Xiaoxi XU Yudan ZHANG Xi WU Shengnan HU Ying WEN Lu LIU Shiliang DONG Quanmin and WANG Wenying |
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| Institution: | School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,Astronomy Department, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,College of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China,College of Life Sciences, Qinghai Normal University, Xining 810008, China,College of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China,School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China,Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Qinghai University, Xining 810016, China and College of Life Sciences, Qinghai Normal University, Xining 810008, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | alpine artificial grassland interspecific competition model computer simulations restoration prediction |
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