الگوهای پوشش گیاهی خودتنظیم: علائم پیش آگاهی در پیش بینی گذرهای اکوسیستمی

فرایندهای خودتنظیمی به ظهور الگوهای منظم متفاوتی در ساختار اکوسیستم ها منجر می شوند، به طوری که دینامیک این الگوها از قدرتمندترین شاخص ها برای پیش بینی گذرهای بحرانی است. به دلیل اهمیت پیش بینی وقوع گذرهای بیابانی در اکوسیستم های خشک، در دهه های اخیر مدل های پیوسته، متشکل از معادلات دیفرانسیل مشتق جزئی برای تحلیل دینامیک الگوهای پوشش گیاهی با توجه به نوع مکانیزم مسلط در این اکوسیستم ها ارائه شده اند. در مقاله حاضر با نگاهی اجمالی به برخی از این مدل ها، با تاکید بر مدل جیلاد، روند تغییر الگوهای پوشش گیاهی در اکوتون های خشک بررسی شده است. هدف از این مقاله بررسی ارتباط بین تحول ژئوسیستم ها، آستانه ها و دینامیک های غیرخطی الگوهای پوشش گیاهی برای پیش بینی پاسخ سیستم ها به تنش های محیطی، از طریق مدل های دینامیک پوشش گیاهی است. نتایج بر اساس مدل جیلاد بیانگر این واقعیت است که گذرهای بیابانی لزوما ناشی از تغییرات کاتاسترف نبوده، بلکه تغییر از وضعیت های همگن پوششی به شرایط همگن فاقد پوشش یا گذرهای بیابانی، فرایندی تدریجی و مرحله ای است. گواه این ادعا بر اساس کالیبراسیون خروجی های مدل با مشاهدات تجربی، شکل گیری الگوهای حدواسط و ترکیبی در محدوده های پایداری دوجانبه در حین گذر از یک وضعیت پایدار به سایر وضعیت های پایدار متناوب است. همچنان که اکوسیستم ها به نقاط گذر نزدیک تر می شوند، به دلیل تشدید تنش های محیطی، میزان انعطاف پذیری آن ها کمتر می شود به طوری که به تدریج، الگوها نظم خود را از دست می دهند و به صورت الگوهای نامنظمی از خطی، مارپیچ، درزی و نقطه ای در سیستم ظاهر می شوند.