食草动物怎样“驯化”植被系统?华东师大科学家有新发现( 二 )


食草动物怎样“驯化”植被系统?华东师大科学家有新发现
文章图片

食草动物-植被模型的理论相图与数值模拟相图 。 “不稳定区域”指无穷小的扰动可导致放牧生态系统非均质空间格局形成的区域;“亚稳态区域”指强度和尺度足够大的扰动才可以导致放牧生态系统非均质空间格局形成的区域;“均质态区域”指放牧生态系统只会保持全局均质 。
广义的“相分离”在生活中随处可见 , 比如水油混合物在熵或焓的驱动下自发地分离为水相和油相 , 而本研究发现的放牧生态系统的“相分离”属于一种新型的非平衡态活性物质的“相分离”——运动诱发的相分离(motility-induced phase separation) 。
通过对模型进行理论分析发现 , 放牧生态系统的时空格局可由食草动物的选择摄食行为和植物适口度之间的正反馈激发 , 食草动物可下行控制植被的时空格局 , 这印证了先前有关食草动物摄食和植被时空格局的实验观测 。 当食草动物遇到低适口性但高生物量的植物时 , 他们会加快移动速率去寻找高适口性但低生物量的植物 , 而当食草动物遇到低生物量的植物时 , 他们会放慢移动速率去摄食这些植物 。
在这个过程中 , 食草动物只需要根据他们所在之处的植物适口性调节自身的运动速率 , 并聚集在他们移动速率较低的地方 , 从而导致放牧生态系统自发地分离为两个相:一个是食草动物聚集且植被适口性高的相 , 另一个是食草动物稀少且植被适口性低的相 。 该模型呈现出与传统热力学相分离相似的系统特征 。
生态系统的时空格局是连接生态学各个分支之间的枢纽 , 探究生态系统时空格局的产生机制是生态学研究的中心问题 。 该研究将食草动物的选择摄食行为与放牧生态系统的时空格局联系在了一起 , 有望丰富现有的觅食理论 , 并且从行为生态学角度提出了对放牧生态系统时空格局的新见解 。

特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。