生态系统状态跃变的早期预警信号及检测

编号 zgly0001717124

文献类型 期刊论文

文献题名 生态系统状态跃变的早期预警信号及检测

作者 宋明华  朱珏妃  牛书丽 

作者单位 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室  中国科学院大学 

母体文献 生态学报 

年卷期 2020年18期

年份 2020 

分类号 X171.1 

关键词 预警信号  恢复力  自组织  临界点  状态跃变  非线性  分叉  多稳态 

文摘内容 生态系统在气候变化和土地利用及人类活动等的影响下其状态会由某一稳态转变到另一稳态。由于环境压力的复杂性、非线性、随机性等特征,往往导致状态转变表现为非线性、突变、跃变等特点。准确界定系统状态跃变的拐点或阈值点存在很大的挑战,而捕捉接近临界拐点前的生态系统结构和属性上的变化特征作为早期预警信号是切实可行的。早期预警信号理论经历理论框架构建、方法确立、机理认知等近半个多世纪的探索,已经由最初的通过仅依赖检测临界点恢复力的速率减慢、方差增加、系统自相关增强等统计学信号过度到更加多样化的检测方法,如检测系统组分属性的变化特征、诊断系统组分各属性之间的关系变化、系统组分的性状变化、系统组分网络结构变化等,并且试图整合多信号提高预警的精确性。利用来自自然生态系统的长时间高密度数据集和空间代替时间的数据集,基于多度及性状信号的早期预警,结合稳定性、临界恢复力的减速、以及统计参数的指示作用对系统跃变进行早期诊断和预警是预测生态学的主旨。早期预警信号的深入研究不仅能够完善已有理论的不足,同时还能够为生态系统的保护和管理提供切实有效的理论指导。