曹佳会，李 莉

(山西大学 a.复杂系统研究所; b.计算机与信息技术学院， 太原 030000)

1 研究现状

近几十年来，我国干旱半干旱地区荒漠化现象越来越严重，保护植被系统刻不容缓。植被由于具有固沙、固碳、固水和释放氧气等多种生态功能而被誉为“生态系统工程师”[1]。植被的生长状况和覆盖率会受自然环境条件或人类活动的影响，如水、光照、降雨、风速、放牧等[2-4]。这些因素相互作用或单独作用将导致不同的现象。因此，关注这一主题将有助于更好地理解植被系统的发展演化规律。在空间或时间上具有某种规律性的非均匀宏观植被结构称为植被斑图[5]。特殊的植被斑图结构(如点状斑图)已经成为荒漠化预警的一个重要指标，因此明确植被斑图如何产生及其相变规律将为荒漠化的防治提供理论依据。

Klausmeier[6]于1999年首次提出了植被与土壤水相互作用的动力学模型，包括植被生物量和土壤水密度，并发现图灵失稳导致规则植被斑图结构产生，而微小的小尺度地形的变化可能会引起不规则植被斑图结构出现。Rietkerk等[1]在Klausmeier模型中引入地表水，建立了包含植被、地表水和土壤水的三变量植被模型，并指出半干旱地区植被斑图结构的形成主要取决于植被密度和地表水渗透之间存在的正反馈以及径流水在空间上的重新分配机制。

Meron等[7]建立了考虑水资源有限的植被模型，发现随着降雨量的增加，植被的空间分布结构经历了裸露的土地、点状、条状、间隙状等中间态，当降水量比较高时形成了均匀植被结构。……