研究人員是否找到了解釋神秘現(xiàn)象“仙女圈”的缺失環(huán)節(jié)？ _仙女圈

表型轉(zhuǎn)換速率對(duì)響應(yīng)降水減少的大規(guī)模模式轉(zhuǎn)換的影響。(a-e)高轉(zhuǎn)換率，α= 5毫米/年，導(dǎo)致在坍塌為裸土之前形成多尺度的空隙模式。(f-k)較低的轉(zhuǎn)換速率(α= 3.51毫米/年)會(huì)導(dǎo)致額外的大規(guī)模轉(zhuǎn)換，即在崩塌為裸土之前，從缺口向多尺度條紋模式轉(zhuǎn)換。(l-r)一個(gè)非常低的轉(zhuǎn)換速率，α= 0.05毫米/年，導(dǎo)致另一個(gè)大規(guī)模的轉(zhuǎn)換，從條紋到多尺度斑點(diǎn)模式，然后坍塌到裸土。圖e、k、r顯示了降低的降水率的選定時(shí)間依賴性。降水量P和時(shí)間T分別以mm/y和y為單位給出。區(qū)域大小為35 × 35m2 。鳴謝:美國國家科學(xué)院院刊(2023) 。DOI:10.1073/PNAS 。56366.88668686666
據(jù)內(nèi)蓋夫本古里安大學(xué)：仙女圈是草原上裸露土壤的圓形缺口的近似六邊形圖案，最初在納米比亞觀察到，后來在世界其他地方觀察到，多年來一直困擾著科學(xué)家。關(guān)于它們出現(xiàn)的理論從由依賴于尺度的水-植被反饋誘導(dǎo)的空間自組織到白蟻巢穴的預(yù)先存在的模式。
內(nèi)蓋夫Ben-Gurion大學(xué)的Ehud Meron教授一直在研究納米比亞的仙女圈，作為了解生態(tài)系統(tǒng)如何對(duì)水分脅迫做出反應(yīng)的案例研究。他認(rèn)為，迄今為止所有的理論都忽略了對(duì)理解生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)至關(guān)重要的兩個(gè)強(qiáng)大機(jī)制之間的耦合:單個(gè)植物水平上的表型可塑性和植物種群水平上植被模式的空間自組織。
表型可塑性是植物響應(yīng)環(huán)境壓力而改變自身性狀的能力。
Meron教授和他的博士后研究員Jamie Bennett、Bidesh Bera和Michel Ferré以及他的同事Prof 。何姿·伊扎克和斯蒂芬·格津提出了一個(gè)新的模型，該模型通過依賴于尺度的水-植被反饋來捕捉空間模式，并捕捉涉及深根生長以達(dá)到更濕潤土層的表型變化。
通過比較模型預(yù)測和經(jīng)驗(yàn)觀察，他們表明這兩種機(jī)制之間的耦合是解決植被模式形成的經(jīng)典理論未能解釋的兩個(gè)突出難題的關(guān)鍵:多尺度仙女圈模式的出現(xiàn)，其中仙女圈之間的基質(zhì)由小尺度植被點(diǎn)組成，以及除了間隙模式之外，沿降雨梯度缺乏條紋和點(diǎn)模式，如經(jīng)典理論所預(yù)測的。
此外，他們發(fā)現(xiàn)植物水平的表型變化和種群水平的空間格局的結(jié)合可以導(dǎo)致許多額外的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水分脅迫的反應(yīng)途徑，從而產(chǎn)生不同的多尺度模式，所有這些模式都比涉及單一表型的模式對(duì)水分脅迫具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。
他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
梅龍教授解釋說:“確定這些替代途徑對(duì)于將脆弱的生態(tài)系統(tǒng)從崩潰的軌道上轉(zhuǎn)變?yōu)榛謴?fù)的途徑至關(guān)重要。” 。“這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了在解決如何避免隨著氣候變暖和變干而轉(zhuǎn)向功能失調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，考慮生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的更多因素的重要性。”