森林和草原交错地带通常是树和草两个生物群落共同驱动下的过渡区域,呈现出树-草共存的混合地貌,是脆弱、敏感和复杂多变的生态系统之一。在林业工程的发展中,恢复与保护森林-草原交错地带的植被生态环境,对于提高物种多样性和防御自然灾害是十分重要的。足够的降雨有利于树、草生物量的生长,林火的干扰又影响树、草生物量的比例,因此降雨和火灾是影响树-草交错带生态平衡的主要因素。根据气候或火况等环境参数的变化,开展对树-草长期共存条件、树-草植被斑图形成机制,以及树-草间耦合作用如何在时空中转化等相关问题的研究,对于推进森林和草原可持续发展具有重要的林业生态意义。植被的空间分布特性是树-草斑图动力学研究的前沿热点问题,它揭示了树-草在时空上规律性的非均匀变化模式。本文应用分岔理论,研究林火干扰下树-草斑图所表现出来的时空对称性破缺现象,研究结果揭示了林火干扰下交错地带内树-草斑图的时空动态演化和转换模式。主要的研究内容和结果如下:（1）针对交错地带树-草共存的生态特征,考虑林火频率引起的延迟效应（延迟）和树-草空间繁殖特性（扩散）,建立具有时间延迟和空间扩散的树-草动力系统。以林火频率导致的时间延迟为分岔参数,确定了时间延迟诱导的Hopf分岔条件和交叉扩散驱动的Turing分岔条件。通过对系统振幅方程的理论分析,得到了 Turing分岔点处不同结构的树-草斑图所对应的参数空间。应用参数反演和灵敏度分析对林火频率进行辨识,验证了林火频率对树、草密度分布的不同影响,并通过实验仿真得出与分岔理论结果吻合的树-草斑图空间结构。（2）林火频率和林火强度是影响交错地带内树-草共存机制的关键因素。考虑林火干扰对树-草动态行为的影响和树-草空间繁殖特性,建立具有交叉扩散的树-草动力系统。以林火频率为分岔参数,根据自扩散与交叉扩散之间的关系,得到了系统的稳定性和交叉扩散驱动的Turing分岔条件。基于振幅方程,从理论上预测树-草斑图类型,进而揭示了林火干扰下植被斑图形成的动力学机制。利用参数反演对林火频率和强度进行辨识,应用灵敏度分析证明了林火频率对树-草共存机制的影响更显著。结合分岔理论与树-草斑图的实验结果,揭示了林火干扰下呼伦贝尔森林-草原交错地带内树-草斑图空间自组织结构的演变趋势。（3）考虑林火干扰（林火频率和林火强度）与土壤水对树-草共存机制的耦合作用,引入林火频率导致的延迟效应,建立具有时间延迟的土壤水-树-草耦合动力系统。以时间延迟为分岔参数,分析了土壤水-树-草耦合系统的线性稳定性和丰富的Hopf分岔现象,得到了系统分岔周期解稳定性条件。利用参数反演和灵敏度分析对林火频率和强度进行辨识,结果表明了林火频率对水文循环下树-草共存机制的影响较大。根据理论分析和生态背景选取系统的环境参数值,模拟了土壤水-树-草系统生物量周期振荡的生态现象。实验结果揭示了林火干扰下呼伦贝尔森林-草原交错地带内水文循环过程中蕴含的周期性变化规律。本文基于分岔理论及斑图动力学,成功地揭示了森林-草原生态系统中复杂的植被时空自组织结构,阐明了林火干扰下树-草植被斑图形成的原因,证明了树-草共存机制对林火干扰的动态响应。本文的研究结果为预测林火干扰下树-草植被生长过程中的斑图机制提供了理论指导,为林业生态平衡的调控提供了科学依据。