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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2026-03-12
摘要
個體生物體在很小的尺度上的自組織可能會在更大的空間尺度上產生可識別的功能生態系統結構。旱地幾乎覆蓋了一半的新興土地，擁有地球上一些最顯著的植被模式，包括“無序的超均勻性”，這是最近定義的此類新興自組織結構的一類。然而，旱地無序的超均勻植被模式的範圍、原因和後果實際上仍然未知。在這裡，我們分析了全球 425 個點狀旱地的高解析度遙感影像，發現無序的超均勻性塑造了大約十分之一的旱地的植被模式，植物的分佈在肉眼看來是「無序」的，但在更大的尺度（約 50 至 500 m）上支持高度可識別（均勻）的模式。使用數學模型，我們確定了三種可以產生無序超均勻植被模式的潛在機制。這些機制不僅限於經過充分研究的圖靈模式，也代表了植物與植物或植物與沉積物相互作用的關鍵一般過程。進一步的模型表明，無序的超均勻性增強了生態系統在保水利用方面的功能，並擴大了系統自我維持的乾旱條件範圍，但可能會減緩植被結構從幹擾中恢復的速度。在更廣泛的背景下，我們還表明，無序的超均勻性可能與不同的旱地系統有關，例如白蟻丘或仙女圈景觀。我們的研究結果強調，探索旱地（以及潛在的其他大型系統）植被模式的無序超均勻性可以為全球生態系統的組織和恢復能力提供見解。