Nature文章阅读笔记 Ecology: Vegetation’s responses to climate variability

Ecology: Vegetation’s responses to climate variability

链接:http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17301.html

作者是悉尼科技大学的 Alfredo Huete。

这篇文章介绍了生态学领域,气候变化对植被影响相关的研究。这一研究通常通过基于遥感数据的一些生态指标来开展,如rainfall-use efficiency (RUE)[1],vegetation sensitivity index (VSI)。

作者提出,此类研究可能毫无意义,除非:

  • 考虑非遥感数据的支持
  • 生态系统忍耐极限假设(ecological tolerance limits)[2]成立

非遥感数据,即实地考察数据之所以重要,是因为它能提供更加具体的信息。例如,同样是森林,年轻的发展中的森林和成熟的森林对气候变化的响应就不一样。

此外作者也指出,生物多样性(biodiversity)对于生态系统的敏感性影响也需要进一步探索。最后指出,只有理解了植被对气候的响应的原理,才能更好地预测地球生态系统与生物多样性,造福人类。

 

这篇论文概括了植被对气候响应方面的研究,并提出了未来的研究方向。称这些研究是为了更好的预测未来的生态系统变化。

但是,文中提到了“ecological tolerance limits“理论[2]。该理论是指,在任何一个复杂系统中都有一个“关键阈值”(critical thresholds),或称为临界点(tipping points)。在这个点上,系统状态会发生剧烈变化。例如医学中的哮喘、癫痫发作;金融中的系统性市场崩溃;地球科学中的气候系统;生态系统中的牧地、鱼群、野生动物的灾难性变化。

文章[2]指出,这种临界点难以预测,这是由复杂系统本身特点所决定的,因为模型的误差会无限的积累放大。同样的,生态系统作为一个复杂系统真的是可预测的吗? 如果生态系统没有可预测性,此类研究是否依旧有意义?

但是,复杂系统临界点出现前,会有一些特殊的特征,因此可以通过这些特征来预测临界点。因此,虽然地球生态系统的模拟和预测是不现实的,但系统剧变的发生是有可能预测的。这种预测依赖的是剧变发生前,特定模式的识别。而并非对整个系统的规律进行重现和模拟。

 

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参考文献

[1] Huxman, T. E. et al. Nature 429, 651654 (2004).

[2] Scheffer, M. et al. Nature 461, 5359 (2009).

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