孙桂全
- 作品数：13 被引量：31H指数：4
- 供职机构：中北大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：理学医药卫生天文地球生物学更多>>
- 植被系统的时空动力学研究进展
- 2023年
- 植被斑图是干旱半干旱区生态系统的典型特征之一,它能定性地刻画植被在空间上的分布结构,从而可作为生态系统改善和退化的早期指标.本文通过综述植被系统中存在的分支现象来揭示植被斑图的形成机制并提供荒漠化预警信号.首先,利用Hopf分支理论定性地分析植被系统产生空间齐次Hopf分支的条件,解释植被生物量呈现年际周期波动的现象.其次,利用Turing分支理论分析现有的植被模型,揭示植被的空间分布特征以及斑图的形成机制,并且运用多尺度分析方法细化这些斑图的类型以及寻找系统经历斑图相变的参数阈值.最后,当Hopf分支和Turing分支同时发生时,动力系统会经历Turing-Hopf分支.运用反应扩散方程的规范型理论推导Turing-Hopf分支的规范型,再通过柱坐标变换得到振幅方程,分析其动力学性态,进而揭示更复杂的植被时空斑图.
- 张红桃孙桂全
- 关键词：HOPF分支
- 具有非线性发生率的传染病模型图灵斑图研究被引量：1
- 2011年
- 研究了一个带非线性发生率的空间传染病模型,该发生率考虑了个体的行为改变以及染病者的聚集效应.利用图灵线性理论,研究其图灵不稳定性,并给出空间模型图灵失稳的具体条件.采用零流边界条件和随机的初始分布以及差分近似方法,发现此类空间模型具有点状斑图结构.结果表明:扩散会导致疾病在空间呈现孤立的高密度分布.
- 王涛靳祯孙桂全
- 关键词：传染病模型非线性发生率
- 信息的滞后性诱导传染病的周期爆发被引量：8
- 2012年
- 通常情况下,一种传染病的爆发往往会引起人们某种行为方式的改变,如减少外出、接种疫苗、注意卫生等,这些行为方式的改变又会对疾病的传播方式和控制效果产生很大影响.为了刻画这类行为方式改变的影响,在本文中提出一个改进的SIRS传播模型:易感染者可以处于两种状态——无保护态(Su)和保护态(Sp).易感染个体根据对疾病风险的估计在无保护态和保护态之间不断切换,从Su到Sp的转移概率随着感染人数的增加而增加,反之,从Sp到Su的转移概率随着感染人数的增加而减小.同时,我们假设个体对风险的估计依赖于他们对疾病风险信息的了解程度.通过Monte-Carlo和MarkovChain方法,发现对传染病风险判断的滞后性会导致传染病的周期爆发.
- 张海峰张文耀孙桂全周涛汪秉宏
- 关键词：传染病复杂网络周期振荡
- 种内竞争时滞对植被周期振荡模式的影响研究被引量：3
- 2022年
- 考虑到干旱、半干旱地区的幼年植被与成年植被之间存在竞争水资源的现象,该文构建一个具有种内竞争时滞的植被-土壤水动力学模型.分析出系统存在植被灭绝平衡点和植被生存平衡点,并给出了平衡点局部稳定的条件,分别给出非空间系统和空间系统产生Hopf分支周期解的条件.通过数值模拟展示出两种系统对应的植被随时间演化做周期振荡模式,并通过参数敏感性分析发现降雨量和植被的增长率对这种模式的产生和模式的振幅、周期有显著影响,但蒸发量的影响效果最不显著,表明降雨量和植被本身的特征对干旱、半干旱地区植被的演化发展产生了深刻的影响.同时发现空间扩散的引入会抑制这种模式的发生,但对振幅和周期没有任何影响.所获得的结果解释了自然界中广泛观察到的植被周期振荡现象,为植被系统的可持续发展提供了理论支撑.
- 李静孙桂全靳祯
- 具有非局部捕食效应的藻类-贻贝系统空间分布模式研究被引量：1
- 2021年
- 贻贝种群作为海岸生态系统食物链网络的一个关键环节,其空间分布模式对海岸生态系统的健康发展具有重要影响.目前的研究工作忽略了某一位置贻贝生物量的增加是由其它位置的贻贝移动到此处并捕食藻类引起的.本文构建了具有非局部捕食效应的藻类–贻贝空间扩散模型,首先计算出无扩散系统存在两个平衡点并给出其局部渐进稳定的条件,然后基于Turing失稳理论,推导出扩散系统在贻贝生存平衡点附近发生Turing失稳的条件.进一步,通过数值模拟展示出贻贝种群随时间演化的空间分布模式,该模式最终形成高密度点状分布结构.最后,参数敏感性分析表明:两种群的扩散速率显著影响了贻贝种群的空间分布模式,说明两种群移动规律的改变可能会破坏海岸生态系统的稳定演化;而非局部捕食效应的影响效果不明显,更利于贻贝种群的持续生存.本研究有助于人们更好地从数学层面理解贻贝种群的发展演化规律,为海岸生态系统资源的合理开发与利用提供理论支撑.
- 李静孙桂全
- 关键词：参数敏感性分析
- 气象要素对华北地区夏季植被覆盖度的影响被引量：5
- 2022年
- 植被覆盖对气候变化极其敏感,华北区地处我国半干旱—半湿润过渡地区,气象因子对该地区植被覆盖有重要的影响,但缺少有效的数理模型定量刻画气象要素对植被的影响。因此,本文基于华北区2000~2018年中分辨率成像光谱仪的植被覆盖数据和主要气象要素数据,开展了多气象要素影响植被覆盖度的研究,初步建立了华北夏季植被覆盖度与气象要素的关系。研究表明:(1)华北存在向暖干转变的趋势,且夏季植被覆盖度与降水、相对湿度呈正相关,与气温、日照时数和地温呈负相关。(2)影响华北地区植被覆盖度最重要的气象要素是相对湿度,体现了温度和降水的共同作用。(3)基于多元回归法和最小二乘法可以定量描述气象要素变化对植被覆盖度的可能影响。其中,五变量影响模型对植被覆盖度模拟的相关系数略偏高,因此,基于五变量气象要素可以更好的模拟植被覆盖度的变化。研究结果有利于了解气象要素如何影响植被生态系统,进而为国家生态文明建设提供理论参考依据。
- 白慧敏龚志强孙桂全孙桂全周莉
- 关键词：植被覆盖度气象要素
- 具有脉冲效应的Holling-Tanner捕食-被捕食系统的正周期解
- 2010年
- 为了描述突然性因素对捕食-被捕食系统的影响,本文建立了具有固定时刻脉冲影响的Holling-Tanner捕食-被捕食系统模型,研究了系统的正周期解的存在性.利用基于叠合度理论的连续定理,证明了模型的正T-周期解的存在性,给出了系统存在正周期解的条件,该条件由两个种群的内禀增长率、脉冲周期及一个脉冲周期内的脉冲影响总量给出,这说明脉冲影响可能导致种群系统的平衡状态发生改变.
- 杨晓峰靳祯孙桂全
- 关键词：脉冲效应周期解叠合度脉冲微分方程
- 一具有非线性发生率传染病模型的稳定性和霍普夫分支(英文)被引量：4
- 2009年
- 在这篇文章中,我们研究了一具有非线性发生率的传染病模型.该模型经历了鞍结点分支和霍普夫分支.我们对模型的霍普夫分支进行了详细的分析,得知该霍普夫分支是超临界的.此外,我们给出了支持理论分析的数值模拟.
- 宋礼靳祯孙桂全
- 关键词：非线性发生率超临界
- 一类传染病模型的Turing失稳研究
- 2011年
- 为了很好地控制传染病在人类的传播,研究了一类具有非线性传染率βS1/2I1/2的空间传染病模型的Turing失稳.通过对ODE模型进行了详细的Hopf分支分析,算出第一Lyapunov系数,得到此Hopf分支是亚临界分支.对于空间模型,给出了精确Turing失稳的参数条件,并给出了相应的数值模拟,得到了条状和点状共存的斑图.理论分析和数值模拟表明,利用反应扩散方程建模是揭示空间动力学复杂性机理的一个有效工具,也为控制疾病的传播提供了有力的理论依据.
- 宋礼靳祯孙桂全
- 关键词：非线性传染率HOPF分支
- 舰艇编队防空能力仿真和可疑目标识别模型被引量：2
- 2017年
- 由于舰艇的探测范围有限,为了最大限度地保证指挥舰的安全,需要设计合理的编队队形。对此设计了一种对称环形编队,分析了该编队在有预警机和无预警机两种情景下的抗饱和攻击能力。分析结果显示该队形能最大程度地保护指挥舰安全,抗饱和攻击能力显著增强。特别在有预警机支援的情况下,舰队生存能力可以得到极大提升。最后针对未知目标,使用决策树分类可以更迅速准确地判断出目标真实意图。
- 周楠詹秀秀朱燕燕张子柯孙桂全
- 关键词：舰艇编队决策树分类目标识别
