高寒草甸生态系统非线性振荡行为周期性的研究 降水和初级生产力的功率谱分析及其波动周期

编号 zgly0000128243

文献类型 汇编论文

文献题名 高寒草甸生态系统非线性振荡行为周期性的研究 降水和初级生产力的功率谱分析及其波动周期

作者 周立  王启基  周琪 

作者单位 中国科学院西北高原生物研究所  吉林市职工大学 

母体文献 高寒草甸生态系统 

页码 219—239

年份 1995 

出版信息 北京: 科学出版社, 1995.8

关键词 高寒草甸  生态系统  非线性振荡  行为周期性  年降水量  初级生产力  波动主周期  功率谱分析  随机过程  时间序列 

文摘内容 生态系统是一个非线性系统，其行为的基本模式是在随机扰动下的周期性波动。因此，在生态系统结构、功能及其运动规律的研究中，系统行为的频率结构（周期结构）研究应占有重要地位。
本文利用海北高寒草甸生态系统定位站多年积累的宝贵观测数据，运用随机过程（时间序列）功率谱分析的理论和方法，分别探讨年降水量和矮嵩草草甸地上净初级生产力非线性振荡行为的周期性，及气候因子对生物系统的作用。
谱分析结果表明，海北高寒草甸生态系统的年降水量和地上净初级生产力都存在3—4年的平均波动周期。年降水量的周期性波动是诱发初级生产力以同样周期波动的激励源。在周期性降水外力作用下，初级生产力表现为“受迫振荡”。由于随机扰动、从多制约因子的存在和生物系统的自我调整能力。二者虽然同主周期振荡，但初级生产力的相位未必总是与年降水量的相位相同。即未必总是同步的。
在全世界森林线以上的北部高寒地带和极地（统称冻原），小哺乳动物及其捕食者普遍存在一个3—4年的种群平均波动周期。处于同一地带的海北高寒草甸生态系统，作为各营养层次消费者基本食物来源的初级生产力，也恰好存在一个3—4年的平均波动周期。由此推测，高寒草甸生态系统的各级小哺乳动物种群似乎也应存在一个3—4年的平均波动周期。生物系统3—4年的平均波动周期能够发生于世界北部如此广阔的地区，似乎气候因子的周期性波动是诱发的基本原因。