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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
隨著氣候持續變化，跨越環境閾值、促進生態系統結構和功能突然變化的可能性比以往任何時候都高。在旱地（降雨量不足蒸發量 60% 的地區），最近的研究表明，跨越三個特定的乾旱閾值（定義三個連續階段，即植被衰退、土壤破壞和系統崩潰）如何導致生態系統結構和功能屬性的突然變化。儘管這些發現及其對制定有效監測和適應行動應對氣候變遷的重要性，但我們對引發這些突變的機制缺乏正確的理解。在這裡，我們修訂並討論了多種可能解釋在全球乾旱地區觀察到的乾旱閾值存在的機制，並討論了可能支撐假設的氣候變遷突然時間變化的潛在放大機制。我們發現每個乾燥度閾值可能涉及特定過程。在植被衰退階段，我們主要回顧植物適應缺水的生理機制，這是造成此閾值的主要原因。在第二個閾值中，我們確定了涉及將變化從植物傳播到土壤導致土壤破壞的機制的三種途徑：侵蝕機制、與乾旱引起的灌木侵蝕相關的機制以及與養分循環和循環相關的機制。最後，在系統崩潰階段，我們回顧了植物生存限制引發的植物間放大機制，可能導致突然的多樣性喪失，以及可能將植被崩潰與進一步嚴重乾旱聯繫起來的植物-大氣反饋。透過識別、修改相關機制並將其與每個乾旱閾值聯繫起來，我們根據已確定的有關旱地閾值出現機制研究的知識差距，列出了一系列具體假設和建議。此外，我們能夠建立依賴環境並可能影響時間突變發生的合理因素，並且我們創建了一個基於機械的概念模型，用於研究隨著乾旱的增加如何出現突變。這對於將未來的研究工作集中在乾旱閾值以及製定追蹤、適應甚至恢復未來這些突然的生態系統變化的策略具有重要意義。