动力学相共存：对“稀树草原问题”的一个简单解答

我们引入“动力学相共存”的概念，为理论生态学中一个长期存在的问题，即所谓的“稀树草原问题”，提供了一个简单的解答。该挑战在于理解为什么在稀树草原生态系统中，树木和草类能够以具有大时空变异性的稳健方式共存。我们提出了一个简单的模型，它是接触过程的一个变体，包含了两个关键的额外特征：变化的外部（环境/降雨）条件和树龄。系统在林地相和草地相之间局部波动，这对应于底层纯接触过程的活跃相和吸收相。这导致了一个高度可变的稳定相，其特征是林地相和草地相斑块的动态共存。我们表明，在该模型下，树木灭绝的平均时间随系统大小呈幂律增长，即使在中等大小的稀树草原中，该时间也可能达到 1000 万年量级。最后，我们证明，虽然树木间的局部相互作用可能影响树木的空间分布以及林地相和草地相之间转变的序，但它们并不影响动力学共存。我们预期动力学共存在物理学、生物学或社会科学等其他背景下也具有相关性。