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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
最近的實證和理論分析表明，生物群落可能對應於替代的平衡狀態。其中一個例子是森林州、稀樹草原州和無樹州之間的過渡。火災被認為是稀樹草原生態系統的關鍵功能組成部分，並且是樹木覆蓋的強大預測因子，可以區分森林和稀樹草原生態系統。有趣的是，經驗證據表明，當樹木覆蓋率接近 40% 時，火災發生率就會下降。由於稀樹草原生態系統的特徵是不連續的樹冠覆蓋沉浸在連續的草層中，因此 40% 的樹木覆蓋意味著大約 60% 的草覆蓋，而草是該生態系統的易燃成分。在本文中，我們假設觀察到的稀樹草原生態系中常見的 40% 樹木覆蓋率與 60% 草覆蓋率的共同模式是與火災蔓延臨界滲濾閾值的存在相關的空間相變的結果。為了檢驗這個假設，我們發展了一個空間明確的中性元群落模型，以探索物種覆蓋與滲濾模式出現之間的關係。該模型旨在模擬中性假設下的稀樹草原動態。使用統計力學方法，我們表明觀察到草種形成滲透簇的機率的二階相變行為。使用簡單的有限尺寸縮放分析，我們模型的滲透閾值 p(c) 估計在 0.53-0.62 的範圍內。 綜合。我們的結果指出，與滲透相關的空間相變的出現是中性元群落動態的穩健結果，空間佔用的臨界閾值接近 p(c)0.6，這支持了我們的假設，即經驗觀察到的 40% 樹木覆蓋率（60% 草覆蓋率）與 C-4 草的滲透閾值相關，這意味著存在著火閾值相關，這意味著在其空間上可以跨越草簇上的存在。