کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6368935 1623803 2016 34 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A dynamical model for bark beetle outbreaks
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل دینامیک برای شیوع سوسک
ترجمه چکیده
سوسک های کشتار درختان عامل اصلی اختلال در اکوسیستم های جنگلی هستند. نقش شرایط محیطی در شیوع بیماری سوسک جلب شده است به طور فزاینده ای مهم است، زیرا تغییرات اقلیمی جهانی تغییر عوامل محیطی مانند تنش خشکسالی، که به نوبه خود، کنترل مقاومت درخت. علاوه بر این، دینامیک بین سوسک و درختها به دلیل رفتارهای پیچیده پیچیده ای که توسط سوسک ها در حال حمله به درختان نشان داده می شود بسیار غیر خطی است. مدل ها نقش مهمی در کمک به بازتاب اثرات مقاومت درختی متغیر و تجمع سوسک بر شیوع سوسک پوست دارد. در این مقاله، یک مدل ریاضی جدید برای شیوع سوسک زنبور عسل با استفاده از مدلسازی اپیدمیولوژیک، به دست آمده است. از آنجا که این مدل بر روی چندین مقیاس زمانی متمایز عمل می کند، روش های مختلف اختلال به منظور ساده سازی استفاده می شود. نتیجه یک سیستم دینامیکی است که جمعیت درختان بدون بیماری و آلوده را دنبال می کند. یک نمونه محدود از مدل، یک عملکرد متداول متغیرهای دولتی است که منجر به راه حل هایی در مفهوم فیلپوف می شود. این مدل یک بانک بذر گسترده را به طوری که استخدام درخت امکان پذیر است، حتی اگر درختان منقرض شوند. دو سناریو برای مهاجرت از سوسک های جدید در نظر گرفته شده است. اولین بار درخت تنها با سوسک مهاجرت از خارج است در حالی که دوم در نظر دو جنگل ایستاده با سوسک سوسک بین آنها. برای میزان جذب بذر بانک، زمانی که مهاجرت سوسک کم است، ایستگاه جنگل به یک کشور سوسک سوسک بازمی گردد. در مهاجرت بالا سوسک سوسک پرندگان جمعیت یک حالت تعادل اندمیک است. در نرخ مهاجرت متوسط، مدل پیش بینی بیستاپذیری را به عنوان جنگل را می توان در هر دو حالت تعادل: یک جنگل سالم و یا یک جنگل با جمعیت سوسک اندمیک. بیساعدگی مدل به هیسترزیس منجر می شود. تعاملات بین دو نشان می دهد که چگونه یک ایستگاه مقاوم در برابر کمتر از درختان ممکن است ابتدا برای تهاجم نگه داشته شود، که بعدها منجر به شیوع سوسک منطقه ای در پایدار می شود.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک علوم کشاورزی و بیولوژیک (عمومی)
چکیده انگلیسی
Tree-killing bark beetles are major disturbance agents affecting coniferous forest ecosystems. The role of environmental conditions on driving beetle outbreaks is becoming increasingly important as global climatic change alters environmental factors, such as drought stress, that, in turn, govern tree resistance. Furthermore, dynamics between beetles and trees are highly nonlinear, due to complex aggregation behaviors exhibited by beetles attacking trees. Models have a role to play in helping unravel the effects of variable tree resistance and beetle aggregation on bark beetle outbreaks. In this article we develop a new mathematical model for bark beetle outbreaks using an analogy with epidemiological models. Because the model operates on several distinct time scales, singular perturbation methods are used to simplify the model. The result is a dynamical system that tracks populations of uninfested and infested trees. A limiting case of the model is a discontinuous function of state variables, leading to solutions in the Filippov sense. The model assumes an extensive seed-bank so that tree recruitment is possible even if trees go extinct. Two scenarios are considered for immigration of new beetles. The first is a single tree stand with beetles immigrating from outside while the second considers two forest stands with beetle dispersal between them. For the seed-bank driven recruitment rate, when beetle immigration is low, the forest stand recovers to a beetle-free state. At high beetle immigration rates beetle populations approach an endemic equilibrium state. At intermediate immigration rates, the model predicts bistability as the forest can be in either of the two equilibrium states: a healthy forest, or a forest with an endemic beetle population. The model bistability leads to hysteresis. Interactions between two stands show how a less resistant stand of trees may provide an initial toe-hold for the invasion, which later leads to a regional beetle outbreak in the resistant stand.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Theoretical Biology - Volume 407, 21 October 2016, Pages 25-37
نویسندگان
, , , , , ,