近日，数学学院数学与生命科学交叉研究中心原三领团队在社会-生态系统（Socio-ecological systems）动力学研究领域取得进展。该成果深入探讨了人类行为决策与环境演化之间的动态反馈逻辑，为湖泊富营养化治理提供了全新的理论依据。相关成果以“Rate-induced tipping in a lake eutrophication model coupled with human activities”为题，发表于国际生物数学领域权威期刊《Journal of Mathematical Biology》。博士研究生杨安计为论文第一作者，原三领教授为通讯作者，合作者为加拿大埃尔伯特大学王皓教授。
该研究创新性地构建了一类“人-环境”耦合动力学模型。该模型通过复制因子方程刻画人类保护行为的决策过程，并将其与描述湖泊富营养化的生态子系统相互耦合。研究发现，耦合系统展现出丰富的动力学行为，包括多稳态现象以及持续的周期性振荡。研究重点指出，在系统存在三稳态的情形下，保护成本增加过快会触发“速率临界点”，导致系统在贫营养、中营养及富营养状态之间发生稳态转换。这项研究为管理部门在应对环境恶化时，如何科学制定动态治理方案及控制政策实施节奏提供了科学支撑和新视角。
图：保护成本的不同增加速率会导致模型的解轨迹最终趋向不同
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00285-026-02381-7
