2020年3月10日，《自然·通讯》（Nature Communications）发表题为《大型生态系统的稳态转换速度特别快》（Regime Shifts Occur Disproportionately Faster in Larger Ecosystems）的文章指出，大型生态系统的崩溃可能只需要几十年，亚马孙雨林可能在50年内崩溃，而加勒比海珊瑚礁生态系统的崩溃可能只需要15年。
自然界的生态系统都会具有两个或更多的可交替（或可转化）的稳定状态，这是由生态系统发育的阶段性所决定的，即具有相对稳定的暂态，这些暂态之间的变化称之为稳态转换。在生态系统中常见的稳态转换有荒漠与草地之间、林地与灌丛之间等。稳态转换会突然影响水文、气候与陆地系统，导致生态系统退化和社会贫困。虽然预计外界压力影响下生态系统稳态转换的频率会增加，但人类对生态系统崩溃的速度和规模之间的关系知之甚少。
来自英国伦敦大学（University of London）、班戈大学（Bangor University）与南安普顿大学（University of Southampton）的科研人员，分析了4个陆地、25个海洋、13个淡水生态系统转换报告中的数据，利用5个计算模型来证实生态系统大小与稳态转换持续时间之间的关系。入选的生态系统大小不一，有北美的小池塘，也有博茨瓦纳的热带草原、纽芬兰渔业和黑海水生生态系统。科研人员还设计了12个生态系统模型实验，以探讨稳态转换的规模性、流动性、模块性和连接的异质性会带来怎样的影响。
研究结果表明，较大的生态系统经历的稳态转换比较小的生态系统更慢。但是，随着生态系统规模的扩大，崩溃所需要的额外时间会减少，导致它们的崩溃会相对变快。地球生态系统的变化是在数年或几十年的“人类”时间尺度上发生的，这意味着亚马孙雨林和加勒比海珊瑚礁等大型脆弱生态系统的崩溃可能只需要几十年的时间。亚马孙雨林规模的生态系统（约550万 km2）一旦触发，可能只要49年左右就会崩溃，届时亚马孙雨林会转变成草原型生态系统。而加勒比海珊瑚礁规模的生态系统（约2万 km2）可能只要15年就会崩溃。研究人员表示，类似亚马孙雨林的大型生态系统本身具备很强的自我调节和修复能力，被破坏后能够慢慢恢复到初始状态，但如果超过某个阈值，系统崩溃的速度比预想的要快得多。
转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《资源环境动态监测快报》2020年第06期，裴惠娟 编译。
閱讀更多 環境與發展智庫 的文章
