干旱地区植被格局形成的脉冲降水模型
摘要：稀有暴雨的降水量对干旱区生态系统的带状植被格局形成产生了影响。我们开发了一个模型来研究暴雨变化对干旱区生态系统中带状植被格局形成的影响。在模型中，稀有暴雨的水输入被建模为瞬时的对土壤水分的刺激。由地表水分向土壤湿度的重新分配考虑了植被对入渗率和下坡逐渐积流速度的影响。水分和生物量分布之间的这两个正反馈作用发生在暴雨快速时间尺度上。在干旱期间，采用经典的反应-扩散框架处理与土壤水分和生物量相关的慢速过程。这个脉动降水模型预测植被带的首选间距取决于暴雨脉冲在入渗到土壤之前在陆地上行进的特征距离。通过这种方式，植被格局由快速生态水文过程决定，可能与其干旱降水模式相协调。我们演示了这种适用于随机降雨输入的建模框架如何用于研究不同降水模式下干旱模式形成生态系统的可能崩溃情况，其中降水模式具有相同的低年平均降水量。模型模拟表明，比如较短的雨季和较大的暴雨深度变化可能都会加速生态系统的崩溃。
作者：Punit Gandhi, Lily Liu, Mary Silber
论文ID：2112.14851
分类：Pattern Formation and Solitons
分类简称：nlin.PS
提交时间：2023-06-16