在复杂系统中,网络上的随机游走是基本的动力学过程之一。在诸多相关研究中,最具代表性的是带有陷阱的随机游走问题。一方面,网络本身的拓扑决定了游走的可达范围；另一方面,陷阱节点的选择会影响整个动力学过程。作为复杂系统中常见的一种网络构型,树状网络大量存在于自然界以及工程应用领域,但国内外文献资料中都鲜有针对树状网络的系统化研究。而已有的随机游走研究通常只选取单个陷阱,难以反映真实网络中包含多个陷阱的映射意义。本文从树状网络着手,进行含有多个陷阱节点的随机游走特性研究。同时,采用归一化拉普拉斯谱求解相应随机游走的期望值,并且将这种多陷阱随机游走模型应用到实证树状网络的分析中。实证树状网络选取了国内首次获取的克隆植物互花米草网络,把复杂网络理论应用于生态学中,实现了交叉学科的突破性研究。文章的主要贡献如下：1.针对典型的树状结构,提出了三种树状网络模型,并研究得到相关结构性质。构建具有同配性的BA无标度树状网络、具有异配性的完全二叉树状网络和具有不相关性小世界分形树状网络。三种网络充分涵盖了树状网络的度相关特性,分别代表了复杂网络拓扑结构的典型模式,体现了树状网络有别于其他复杂网络的分叉特性。2.构建了多陷阱树状网络随机游走模型,并采用归一化拉普拉斯谱作为仿真模型的理论验证依据。网络中多个陷阱的选取遵循两种不同的规则：随机选取和按照节点度值选取。随机选取陷阱节点时,三种网络平均吸收时间的概率分布为幂律模式,幂指数随着Pearson相关系数的增加而减小。按照度值选取陷阱节点时,首达时间的分布均服从指数分布关系。此外,通过归一化拉普拉斯矩阵的相关算法得到的平均吸收时间的计算公式,和仿真结果相吻合。3.选取自然界中具有典型树状结构的克隆植物互花米草作为研究对象,首次得到国内较大范围内的互花米草空间构型,探究获取实证树状网络随机游走的特性。分别按照三种不同的规则选取网络中的多个陷阱：第一种是随机选取陷阱节点,平均吸收时间和陷阱个数呈现幂律分布关系；第二种是按照不同类型的生物体单位选取陷阱节点,平均吸收时间大多呈现带指数截断的幂律分布；第三种是按照度值选取陷阱节点,当选取较大度值的节点作为陷阱时,平均吸收时间服从幂律分布,度值选取较小时,平均吸收时间基本没有变化。通过构建互花米草多重关系网络,分析互花米草树状网络的多陷阱随机游走特性,得到其扩散生长特征和株丛间彼此回避竞争的生态学策略。4.提出了获取克隆植物生境异质性的方法,解决了传统生态学中通过自然生境湿地大范围取样来获取异质性分布情况的难题,实现交叉学科研究的价值。生态学中由于自然生境本身的异质性是普遍存在的,但具体格局如何很难检测。采用网络拓扑和动力学分析方法,通过分析树状结构克隆植物互花米草的水平生长格局,从而反映具体生境斑块的资源丰富程度,得到其所在生境的异质性格局特征。该生境下,斑块交互性较强,斑块纹理和强度的分布呈现和根状茎相关的幂律分布模式,异质性尺度呈现指数分布形式。