地中海干旱生态系统的空间植被模式和即将发生的荒漠化
Sonia Kéfi1, Max Rietkerk, Concepción L Alados
1Department of Environmental Sciences, Copernicus Institute, Utrecht University, PO Box 80115, 3508 TC Utrecht, The Netherlands. kefi@geo.uu.nl
干旱生态系统中的植被不齐可以预示即将发生的荒漠化. 植被斑块大小分布的变化是由于放牧压力的生态系统过渡的关键早期预警系统.
科学领域:
- 生态生态学 生态生态学
- 环境科学 环境科学
- 数学生物学 数学生物学
背景情况:
- 生态系统可以经历突然的,不可逆转的过渡到不同的稳定状态,通常是由人类活动和气候变化引发的.
- 不连续的生态系统转型,如荒漠化,代表了灾难性的环境变化.
- 植被斑点性被假设为陆地生态系统即将发生过渡的潜在指标.
研究的目的:
- 分析在不同放牧压力下干旱生态系统中植被斑点性如何变化.
- 调查植被斑块大小分布与荒漠化开始之间的关系.
- 为了确定植被不齐是否可以作为荒漠化可靠的早期预警信号.
主要方法:
- 分析了来自三个干旱的地中海生态系统 (西班牙,希腊,摩洛哥) 的现场数据,研究了植被斑块大小的分布.
- 开发和应用一个随机细胞自动机模型来模拟植被动态和相互作用.
- 将建模推断到更高的牧场压力,以预测接近荒漠化值的条件.
主要成果:
- 干旱生态系统中的植被斑块大小分布自然遵循一个动力定律,由当地的积极植物相互作用解释.
- 增加的牧场压力导致在现场数据和模型模拟中与功率定律分布的持续偏差.
- 这些偏差仅发生在荒漠化过渡点附近,不论植被覆盖或过渡类型.
结论:
- 随着荒漠化变得迫在眉,植被斑块大小的分布模式偏离了动力规律.
- 斑块大小分布的偏差是干旱生态系统中荒漠化开始的强大,普遍的警告信号.
- 这一发现为监测和管理干旱土地退化提供了一种新的方法.
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