混沌是一种外部的,复杂的,看似不规则运动的确定性系统由于随机性 1]。混沌系统对初始值的敏感性使混沌系统的输入变化反映在快速的输出,因此,混沌理论提供了一个更实际的非线性建模方法( 2]。混沌理论已被证明是具有重要意义的一系列关键应用( 3- - - - - - 6]。混沌理论的基本思想和复杂的非线性动力学起源于20世纪初,形成于1960年代,发达国家在1970年代- 1980年代( 7- - - - - - 10]。混乱是一个复杂的非线性动态行为。这一理论揭示了有序和无序的统一,确定性和随机性。它被认为是第三个最有创意的20世纪科学革命的相对论和量子力学。

由于混沌系统可以产生伪随机轨道“不可预测的”,很多研究关注相关的算法和性能分析构造伪随机数生成器利用混沌系统。连续混沌系统,许多混沌伪随机序列已被证明有良好的统计特性。然而,直到现在,应用混沌理论在分析土壤呼吸没有解决。有必要引入一个混乱的组件在土壤呼吸的控制系统和解释控制非线性混沌系统的复杂性。在以前的研究中,我们发现,土壤呼吸( R_年代)估计在干旱地区不应被忽视的贡献非生物交换( 11]。忽视了无机组分的贡献导致高估了在干旱地区土壤呼吸,这在一定程度上解释了众所周知的真理失踪的有限公司₂水槽( 12]。土壤呼吸的无机成分( R_io),因此需要考虑的更可靠的估计在干旱地区土壤呼吸( 11, 12]。本研究将进一步再分析概念,动力学和数据 R_io表明它是在干旱地区土壤呼吸的一个混乱的组成部分。

本研究的目标是(1)显示 R_io是一个混乱的组件在旱地土壤呼吸和现在的一个理论框架来更好的理解这个混乱的组件,(2)解释土壤呼吸的混沌系统控制和混沌系统的动力学,和(3)减少控制复杂性的非线性混沌系统通过引入监管机构。

考虑到负 R_年代数据在干旱地区强烈需要减少不确定性在当前全球/区域碳平衡和预测未来的反馈耦合的科学体系([ 15, 22- - - - - - 28])。进一步建模方法有利于理解有限公司₂足迹([ 29日- - - - - - 35])。为方便的声明中,我们描述了“双重平均”的昼夜动态 R_io(平均土壤在不同地点同时从不同的天)平均TS的线性组合,WCs, CVPC。让 α1, α2, α3是回归系数(称为“父参数,”不变的在每个特殊土壤网站),分别,让 ε剩余;然后,我们有 (2) R io = α 1 T 年代 + α 2 WS 年代 + α 3 CVPC + ε , 每小时的规模变化CVPC在哪里 R_io可以很容易地扩展为每日或更大的尺度。

利用图中的数据 3作为输入的方程(2)实际模拟,性能将控制复杂性如图 6。根据性能模型的第三天(a1, b1),第五天(a2, b2),第七天(a3, b3)和第八天(a4, b4) 1毫米日降水后,模拟的偏差使用方程( 2)测量时间内存在。然而,这是根据模型的性能(c1, d1)第五天,九天后(c2, d2) 5天连续降水0.6 ~ 3.6毫米,1.7毫米的降水后,第一天(c3, d3)。模型甚至可以描述里约热内卢的可变性天后连续降水和小型降雨后的那一天。在仿真模型变得无效后的第一天~ 9.9毫米降雨(c4, d4),当力拓的强度变化太快。总的来说,非线性混沌系统简化,可以进一步发展。

由于潜在的重叠在环境、时间和空间组件生态数据,分区之间的变化纯粹的环境控制,纯粹的空间控制,纯时间控制,环境控制的纯空间组成部分,纯环境控制时间的组成部分,纯时空组件控制相结合,结合时间和空间环境控制组件,和无法解释的组件应该被包括在混沌系统的多变量分析。整个故事控制复杂性的非线性混沌系统因此值得进一步研究。

在文献[ 19),我们有了更多的细节的确定过程的变化 R_io土壤呼吸和描述公司的动态₂浓度soil-groundwater系统作为一个投入产出平衡方程,如下: (3) C n T + T − C n T = V 1 问 + r n ⋅ T − ∫ n T n T + T V 1 ⋅ C 年代 + r n p n d 年代 V , 在哪里 C t 是有限公司₂浓度在考虑气体的房间里 V 1 soil-groundwater系统 问是有限公司₂大气中浓度。为 nth时间间隔( nT,( n+ 1) T), r _n是输入和输出之间的平均比率的公司₂。

假设公司的输入₂soil-groundwater系统终于在地下水溶解的体积 V 。让 D t DIC的数量 t迪拜国际资本的增长率 r。假设在节 2的确定过程 R_io是由地下水排放(流出)和充电(流入),体积 问。提供=流入和流出假设流出流入后统一与地下水混合单元 V 。见文献[ 18),质量法律意味着对话 (4) D t + Δ t − D t = 问 p Δ t + ∫ t t + Δ t r D t − 问 D t V + 问 d t 。

最后,考虑到当前DIC的限制作用,作为特征 R − λ D t 方程( 4)可以进一步改善,因 18] (5) D t + Δ t − D t = 问 p Δ t + ∫ t t + Δ t r R − λ D t D t − 问 D t V + 问 d t 。

接下来的研究重点是分析的分岔和混沌特征的内在空间和时间变化 R_io通过使用费根鲍姆的图表( 36]和进一步发展方程( 2),( 3)和( 5)。在此基础上研究,公司的自然增长₂第三个决定的过程吗 R_io除了有限的输入和输出₂,其中包括土壤呼吸的有机组成部分。这个过程,以及有限的输入和输出₂确定增加率 r地下和地表的公司之间的差异₂浓度和确定的密度 R_io。

更清楚的了解土壤有限公司₂通量变化与空间和时间,这是必要的介绍 R_io作为非线性混沌组件旱地的土壤呼吸。生态学是研究不但是事情如何改变时间和空间,因此,还需要解释这个混乱的组件控制的复杂性。有机和无机的重要性评估的影响因素 R_io固有的生态空间和时间变化的数据应尽可能的考虑。下一个研究重点是分析分岔和混沌的特点区别地下和地表的公司₂浓度和进一步了解整个故事的控制的复杂性 R_io。