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

编号 zgly0001671245

文献类型 期刊论文

文献题名 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

作者 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 

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 

母体文献 生态学报 

年卷期 2019年09期

年份 2019 

分类号 S812 

关键词 高寒人工草地  种间竞争模型  计算机模拟  恢复预测 

文摘内容 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。