课题基金 / 基金详情

基于功能团的高寒草甸退化与恢复的动力学模型研究

批准号:
12071418
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
张凤琴
依托单位:
学科分类:
生物与生命健康中的数学理论及方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张凤琴

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高寒草甸是野生动植物资源极丰富的生态系统。近年来,我国高寒草甸发生了严重退化,对人畜生存、生物多样性保护等构成极大威胁。迄今为止,借助于种群动力学还不能完全明确其退化原因,也没有找到长期有效的恢复措施,原因是从种群的角度进行建模,系统维数高,不利于理论分析与数值模拟。为此,本项目引进以相同或相近方式利用共同资源的物种构成的功能团这一重要概念,建立基于功能团为尺度的高寒草甸动力学模型,研究其动态变化规律,分析退化原因,寻找有效恢复措施。首先,针对高寒草甸中全部或部分功能团的动态变化,建立动力学模型,研究其稳定性、周期解、分支等,进而获得高寒草甸演化规律。然后,分析系统对主要参数的敏感依赖性,据此寻找高寒草甸退化原因及有效恢复措施。最后,建立具有恢复措施的动力学模型,分析其动力学性态,研究恢复措施和强度对各功能团动态的影响。项目研究从新视角展开,所得成果将为高寒草甸退化与恢复提供新的理论支撑。
英文摘要
Alpine meadow ecosystem is a crucial ecosystem in our country, which has an abundance of wildlife. However, its recent severe degradation has caused a great threat to the survival of both human and livestock, to the conservation of biodiversity, and to the ecological security. So far, reasons causing degradation have not been fully understood and long-term effective restoration measures have not been found. The objective of this project is to investigate the dynamics of alpine meadow and the reasons causing its degradation, and to seek effective restoration measures by means of dynamics models. Firstly, we build some original models based on functional groups. A functional group is a group of species that exploit the same class of environmental sources in a similar way. We study the evolution of alpine meadows through analyzing the models’ qualitative properties such as stability, periodic solutions, bifurcation, and threshold phenomena. Then we investigate the effect of parameters on key thresholds. This will help us to find the reasons behind degradation and hence to provide possible restoration measures. Finally, we modify the previous models with the incorporation of restoration measures. After obtaining the dynamical behavior and sensitivity of dynamics to the intensity of restoration measures, we will draw the most effective restoration measure. This study will successfully deal with some key issues in the management of degraded alpine meadow, enrich the theory on the degradation and restoration of alpine meadow, and broaden the topics and tools in the study of theoretical ecology.
借助动力学模型研究高寒草甸的动态演化,虽已取得一些初步研究成果,但离解决高寒草甸退化现实问题还有很大差距,故提出本项目关于高寒草甸的系统深入研究。本项目在进一步理解高寒草甸不同功能团的动态演化规律的基础上,建立了牧草-家畜-鼠类-猛禽动态模型,建立了以植被、鼠类、鸟类为背景的捕食者具有偏利关系的捕食模型,根据植被与高原鼠兔之间的特殊关系建立了一类食饵环境容纳量依赖于捕食者的捕食模型;研究了模型的动力学性质,并将结果应用到高寒草甸,分析高寒草甸可能的退化的原因和有效的恢复措施;放牧率过高可能导致植被、鼠类、鸟类灭绝,使生态系统不完整,保持适当的放牧率对维持草地生态系统的稳定很重要;超载过牧加偷捕滥猎是高寒草甸退化的可能原因;以草定畜和天敌控制害鼠一起,或生态移民和天敌控制害鼠一起可以恢复退化的高寒草甸。此外,还研究了一些一般的种群动态模型和传染病模型,特别,研究了Lyapunov函数的构造问题。已经发表了30余篇研究论文(著作),其中SCI检索20篇;培养了生态动力学方面的3名青年教师和7名硕士研究生,进行了广泛的学术交流;项目成果丰富了高寒草甸生态系统演化动力学模型的动态规律,有利于科学指导退化高寒草甸恢复实践和传染病控制实践,有助于指导相应的野外实验,丰富了应用数学的研究内容。
害鼠扩散与控制的动力学模型研究
  • 批准号:
    11371313
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    张凤琴
  • 依托单位:
不育控制下害鼠种群动态建模与研究
  • 批准号:
    11071283
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张凤琴
  • 依托单位:
国内基金
海外基金