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Tchuinté Tamen A., Dumont Y., Tewa J. J., Bowong S., Couteron Pierre. (2017). A minimalistic model of tree-grass interactions using impulsive differential equations and non-linear feedback functions of grass biomass onto fire-induced tree mortality. Mathematics and Computers in Simulation, 133 (No Spécial), 265-297. ISSN 0378-4754

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Lien direct chez l'éditeur doi:10.1016/j.matcom.2016.03.008

Titre
A minimalistic model of tree-grass interactions using impulsive differential equations and non-linear feedback functions of grass biomass onto fire-induced tree mortality
Année de publication2017
Type de documentArticle référencé dans le Web of Science WOS:000390508200018
AuteursTchuinté Tamen A., Dumont Y., Tewa J. J., Bowong S., Couteron Pierre.
SourceMathematics and Computers in Simulation, 2017, 133 (No Spécial), p. 265-297. ISSN 0378-4754
RésuméSince savannas are important ecosystems around the world, their long term dynamics is an important issue, in particular when perturbations, like fires, occur more or less often. In a previous paper, we developed and studied a tree grass model that take into account fires as pulse events using impulsive differential equations. In this work, we propose to improve this impulsive model by considering the impact of pulse fire on tree biomass by means of combination of two nonlinear functions of grass and tree biomasses respectively. By considering two impact functions, our model yields more complex dynamics, allowing for the possibility of various bistabilities and periodic solutions, in either grassland or savanna states in the ecosystem. Our mathematical analysis allows extensive and realistic description of savannas ecosystems, than previous modelling approaches. We also highlight several threshold parameters that summarize all possible dynamics, as well as three main parameters of bifurcations in the tree grass dynamics: the fire period, the tree grass facilitation/competition parameter, and the fire intensity. Using an appropriate nonstandard numerical scheme, we provide numerical simulations to discuss some ecologically interesting cases that our model is able to exhibit along a rainfall gradient, observable in Central Africa.
Plan de classementEtudes, transformation, conservation du milieu naturel [082] ; Sciences fondamentales / Techniques d'analyse et de recherche [020] ; Informatique [122]
LocalisationFonds IRD [F B010068814]
Identifiant IRDfdi:010068814
Lien permanenthttp://www.documentation.ird.fr/hor/fdi:010068814

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