收藏本站
《北京林业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

红松种群数学模型及其动力学行为研究

王晓静  
【摘要】:红松是我国小兴安岭和东北东部山区的优势保护树种。红松材质优良,松籽富含油脂,经济价值很高。以红松为主形成的阔叶红松林是中国温带针阔混交林地区的顶级植被,也是中国木材和林副产品的重要产地。阔叶红松林具有复杂的群落结构和稳定的更替过程,对保护自然资源、维持生态平衡有重要作用。 红松的天然更新取决于种源和幼苗幼树的生长条件,而种源由母树产生的种子的传播条件和种子的消耗等因素决定。红松林中,种子是鼠类(主要指松鼠,也考虑花鼠、大林姬鼠和一些鸟类)的主要取食对象之一,幼苗的更新主要依赖鼠类的贮食行为,种子、鼠类和幼苗三种群互相影响和制约。鼠类和红松共同组成了一个典型的红松林生态系统。 数学模型已被广泛应用于经济、生态与环境科学中。本文依据数学生态学建模方法定量研究红松种群中种子、鼠类和幼苗三者之间的相互关系,构建了四类模拟红松种群的数学模型,并利用微分方程定性稳定性理论和时滞微分方程以及Hopf分支理论研究了模型的动力学行为,研究结果简述如下: 1根据红松种群的生态学特性,将其分为幼树(未达结实年龄个体)和母树(已达结实年龄个体),构建了两类模拟天然林内红松种群年龄更替的数学模型。通过定性分析,得出在一定条件下系统存在稳定的周期解和局部渐近稳定的正平衡点,并用Maple进行了数值模拟,结论表明天然林内红松幼树与母树会产生一个随时间变化的有规律、互为消长的特征,二者既相互协调又相互控制,保持稳定的动态平衡。 2红松种子、鼠类和幼苗是红松发生和演替的纽带,根据三者之间相互适应和相互调节的关系,构建了一类三维非线性红松种群模型,利用系统分析的方法研究了系统的稳定性,证明了系统在一定条件下存在唯一的周期解,讨论了其鞍结分支和Hopf分支,并对Hopf分支周期解进行了分析和计算,指出了红松种群中种子、鼠类和幼苗三种群数量具有周期波动的特征。 3探讨了一类三维的模拟红松种群中的种子、鼠类和幼苗的动态变化的时滞微分方程模型,利用系统分析的方法研究了模型的各种动力学行为,包括红松种群达到动态平衡的条件,平衡点的存在性和局部稳定性。结果表明时滞现象能导致稳定的平衡点转变为不稳定,得到了发生Hopf分支的条件。 研究结果揭示了红松种群系统的周期行为特征,为合理经营管理和保护红松林资源提供了理论依据。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S791.247

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭红建;叶凯莉;;一类具有成比例收获的红松林模型的最优问题[J];信阳师范学院学报(自然科学版);2012年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁长虎;星鸦的贮食行为及其对红松种子的传播作用[J];动物学报;2002年03期
2 李秀琴,张艳,宋国华;天然红松林生态系统的动力学行为[J];北京建筑工程学院学报;2003年01期
3 李秀琴,宋国华,代西武;一类红松林系统的定性分析[J];北京建筑工程学院学报;2003年02期
4 李秀琴,宋国华;森林生态系统空间周期解的存在性Ⅰ[J];北京建筑工程学院学报;2004年01期
5 李秀琴,宋国华;森林生态系统空间周期解的存在性Ⅱ[J];北京建筑工程学院学报;2004年02期
6 臧润国,李俊清,朱春全;Life-History Process and Conservation of Korean Pine Populations in the Xiaoxing'an Mountains of Northeast China[J];Journal of Beijing Forestry University(English Edition);1998年02期
7 王业蘧;论分子生态学的现状与发展[J];东北林学院学报;1984年02期
8 李景文 ,刘传照 ,徐贵林 ,李俊清 ,詹鸿振;林冠下红松直播试验研究初报[J];东北林学院学报;1984年S1期
9 刘庆洪;落叶松人工林中红松种群发生的初步研究[J];东北林业大学学报;1986年03期
10 李茹秀,王义弘,周晓峰,陈大珂;红松阔叶林天然更新定性与定量研究[J];东北林业大学学报;1988年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李俊清;红松林更新与演替过程的研究[D];东北林业大学;1988年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 左金淼;阔叶红松林动态模拟的研究[D];北京林业大学;2004年
2 粟海军;凉水自然保护区松鼠(sciurus vulgaris)重取贮点及其与红松(Pinus koraiensis)天然更新关系[D];东北林业大学;2005年
3 齐新社;几类微分方程模型的定性分析[D];西北大学;2006年
4 马剑;时滞微分方程在生态学中的应用[D];东北林业大学;2006年
5 贺云;一类非自治时滞微分方程正解的存在性及两类生态模型解的渐近性研究[D];陕西师范大学;2006年
6 张明明;时滞神经网络和生命能量系统的稳定性分析[D];东北林业大学;2007年
7 游爱玲;具时滞的昼夜节律系统的稳定性分析[D];东北林业大学;2009年
8 张慧慧;具时滞的基因表达模型的稳定性分析[D];东北林业大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白敬新;;Hilbert第16问题后半部分的研究简介和一点展望[J];阿坝师范高等专科学校学报;2009年02期
2 殷新华,朱夜明,李军,李世航;关于非线性三种群的空间周期解的注记[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年01期
3 王正德;杜瑞卿;庞发虎;刘广亮;;粗糙集聚类分析对姜黄属植物数值分类的研究Ι[J];安徽农业科学;2006年17期
4 彭月;魏虹;朱韦;;基于马尔科夫模型的土地景观动态模拟预测研究——以重庆永川市为例[J];安徽农业科学;2006年23期
5 李大林;陈奇;黄忆;;单基因性状测算自花传粉率及基因型比例的方法[J];安徽农业科学;2008年14期
6 童丽丽;王俊;李志文;汤庚国;;南京秦淮河水系植物群落结构的分析及其优化方案[J];安徽农业科学;2008年15期
7 侯森林;;沙狐直针毛的显微形态学特征观察[J];安徽农业科学;2008年25期
8 黄俊臻;韦新良;;森林生态系统经营研究[J];安徽农业科学;2008年30期
9 卢双珍;喻庆国;曹顺伟;;影响无量山自然保护区及其周边森林分布的主要空间因子分析[J];安徽农业科学;2009年17期
10 闫兵;金志民;杨春文;刘铸;李殿伟;;黑线姬鼠贮食行为研究[J];安徽农业科学;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵娜;郝培尧;晏海;董丽;;北京市城区道路绿化调查分析[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
2 张楠;郝培尧;晏海;董丽;;北京市城区行道树多样性及种类构成研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 刘保罗;李蒙;裴海龙;;基于定性推理仿射混合自动机的矩形精化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 乔成军;;关于沈北防沙治沙植树造林情况的调查和思考[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 丁磊;陆元昌;胡万良;孔祥文;徐庆祥;金鑫;;红松人工林近自然森林经营发展类型及设计方法[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
6 康文;;王朗自然保护区岷江冷杉林种间关联分析及对气候变化的响应预测[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
7 孔海江;陆维松;吕国强;王小丹;王蕊;;蝗虫发生量数据的主分量分析[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ(下)[C];2007年
8 谢煜;张智光;;林业生态与产业体系共生协调关系研究[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 高存臣;郑奋勇;;滞后线性时变控制系统的滞后镇定域的扩大[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
10 郁文生;王龙;;时滞微分系统(t)=A_0x(t)+∑_(k=1)~N A_kz(t-kτ)全时滞稳定的代数判定[A];第十九届中国控制会议论文集(二)[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
2 耿翊翔;非线性演化方程的精确解及其动力学行为研究[D];昆明理工大学;2008年
3 吴争光;广义时滞系统的分析与综合[D];浙江大学;2011年
4 刘汉泽;基于李对称分析的偏微分方程精确解的研究[D];昆明理工大学;2009年
5 刘君昂;油茶林健康经营关键技术研究[D];中南林业科技大学;2010年
6 方江平;西藏原始林芝云杉林群落结构与功能研究[D];中南林业科技大学;2010年
7 唐丽;湖南南天竹遗传多样性及园林利用评价体系研究[D];中南林业科技大学;2007年
8 文亚峰;人心果品种资源亲缘关系及其授粉亲和性的研究[D];中南林业科技大学;2006年
9 郝文芳;陕北黄土丘陵区撂荒地恢复演替的生态学过程及机理研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 赵斌;生物数学的起源与形成[D];西北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李莉;一类具有Holling-typeⅢ反应功能函数的捕食—食饵模型的时空动力学分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 许继影;一类非线性时滞系统的稳定性及鲁H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
3 吴炜;枞阳大山不同演替阶段群落结构及其植物多样性研究[D];安徽农业大学;2010年
4 孟晓玲;几类系统的几乎全局稳定性[D];郑州大学;2010年
5 田海燕;静电除尘器阳极振打系统的非线性分析[D];郑州大学;2010年
6 马庆亮;王屋山地区啮齿动物对林木种子的扩散与贮藏[D];郑州大学;2010年
7 翟树强;沙质海岸防护林垂序商陆入侵机制及其防控技术研究[D];山东农业大学;2010年
8 王俊俊;基于Penna模型的一类捕食被捕食模型[D];大连理工大学;2010年
9 翟丽娜;格子上的Noisy Penna模型[D];大连理工大学;2010年
10 代小亚;时滞系统的稳定性研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 代力民,徐振邦,陈华;阔叶红松林倒木贮量的变化规律[J];生态学报;2000年03期
2 王飞,代力民,邵国凡,谷会岩,惠淑荣,熊晓波,王惠;非线性状态方程模拟异龄林径阶动态——以长白山阔叶红松林为例[J];生态学杂志;2004年05期
3 宋国华;天然林内红松种群年龄更替数学模型及研究[J];生物数学学报;1994年04期
4 于振良,于贵瑞,赵士洞,Steve Garman;长白山阔叶红松林动态及经营管理模型研究[J];资源科学;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李俊清;红松林更新与演替过程的研究[D];东北林业大学;1988年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 仇华海;陈斯养;;一类具有时滞的捕食与被捕食系统的渐近性[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
2 罗泽珣,夏武平,寿振黄;内蒙大兴安岭伊图里河小型兽类调查报告[J];动物学报;1959年01期
3 夏武平;大林姬鼠种羣数量与巢区的研究[J];动物学报;1961年Z1期
4 夏武平;带岭林区小形鼠类数量动态的研究——Ⅱ.气候条件对种群数量的影响[J];动物学报;1966年01期
5 舒凤梅,杨可兴,郭明仁,刘益康,田凤兰,李春阳;伊春林区鼠害与测报意见[J];动物学报;1975年01期
6 朱盛侃,罗明澍;灰鼠的年龄鉴定及种群组成[J];动物学报;1979年03期
7 鲁长虎;星鸦的贮食行为及其对红松种子的传播作用[J];动物学报;2002年03期
8 李清涛;小兴安岭带岭林区的鸟类初步调查[J];动物学杂志;1959年01期
9 徐学良;分布在黑龙江省的白鼬[J];动物学杂志;1975年03期
10 舒风梅;鼠类在各生境数量配置的研究及其在林木鼠害防治上的意义[J];动物学杂志;1979年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李俊生;东北松鼠营养适应对策研究[D];东北林业大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 粟海军;凉水自然保护区松鼠(sciurus vulgaris)重取贮点及其与红松(Pinus koraiensis)天然更新关系[D];东北林业大学;2005年
2 郭波涛;基因表达调控网络建立的微分方程模型研究[D];第三军医大学;2005年
3 周文刚;基因表达数据分析研究[D];吉林大学;2006年
4 马剑;时滞微分方程在生态学中的应用[D];东北林业大学;2006年
5 李石法;基因表达数据的集成、分析和可视化[D];东南大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘庆洪;落叶松人工林中红松种群发生的初步研究[J];东北林业大学学报;1986年03期
2 刘庆洪;红松阔叶林中红松种子的分布及更新[J];植物生态学报;1988年02期
3 冯富娟;韩士杰;王洪梅;;天然红松种群遗传多样性和遗传分化的研究(英文)[J];林业研究(英文版);2006年01期
4 阳含熙 ,顾连宏;云冷杉阔叶红松林演替与天然更新过程及红松种群动态数学模型的研究[J];资源科学;1991年06期
5 叶林;徐杰;陈媛媛;;小兴安岭过伐林红松种群分布格局[J];东北林业大学学报;2011年06期
6 邵丹;裴赢;张恒庆;;凉水国家自然保护区天然红松种群遗传多样性在时间尺度上变化的cpSSR分析[J];植物研究;2007年04期
7 冯富娟;张冬东;韩士杰;;红松种子园优良无性系的遗传多样性[J];东北林业大学学报;2007年09期
8 王树力;;红松林动态过程分析[J];林业科技;1989年03期
9 杨凯;魏晓慧;马肇涛;;人工红松种群生态位与生产力关系的研究[J];林业科技;1997年02期
10 高露双;王晓明;赵秀海;;长白山过渡带红松和鱼鳞云杉径向生长对气候因子的响应[J];植物生态学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 许新桥;胡兴华;许恩光;;高效复合保苗剂的开发研究[A];2010中国腐植酸行业低碳经济交流大会暨第九届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2010年
2 高宗林;金亚荣;张亮;裴素华;周凤波;;谈谈油松良种采收的技术办法[A];辽宁省昆虫学会2009年学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 王志明;红松苗越冬枯梢原因及预防[N];吉林农村报;2009年
2 段福荣 本报记者 王环威;穷在深山有远亲[N];丹东日报;2010年
3 本报记者 潘广杰;大南沟九成村民齐念苗木“致富经”[N];本溪日报;2011年
4 李萍;长白山的依恋[N];光明日报;2000年
5 王秋平;这里有片全国最早的红松人工林[N];中国绿色时报;2004年
6 记者 焦玉海 贡佳萍;森林旅游乐在高高的兴安岭[N];中国绿色时报;2010年
7 徐加华;今年计划完成造林5000亩[N];通化日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王晓静;红松种群数学模型及其动力学行为研究[D];北京林业大学;2011年
2 冯富娟;天然红松种群遗传生态学的研究[D];东北林业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱立南;辽宁地区天然红松种群遗传多样性研究[D];辽宁师范大学;2011年
2 田菲菲;基于线粒体DNA nad5序列研究天然红松的分子系统地理学[D];辽宁师范大学;2011年
3 孙晓艳;基于cpSSR标记的红松天然种群与人工种群交配系统的比较研究[D];东北林业大学;2012年
4 裴赢;凉水国家自然保护区天然红松林叶绿体微卫星遗传变异的研究[D];辽宁师范大学;2006年
5 靖晶;基于叶绿体DNA非编码序列的天然红松分子系统地理学研究[D];辽宁师范大学;2009年
6 刘红润;红松天然林空间结构分析与优化经营研究[D];东北林业大学;2010年
7 赵丹;基于cpSSR标记的红松天然群体交配系统的研究[D];东北林业大学;2011年
8 高嵩;红松线粒体DNA coxⅢ遗传多样性及系统地理学研究[D];辽宁师范大学;2009年
9 邵丹;凉水国家自然保护区天然红松种群遗传多样性在时间尺度上变化的cpSSR分析[D];辽宁师范大学;2007年
10 贾俊玲;吉林天然红松林遗传多样性的ISSR分析[D];辽宁师范大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026