作为“正”临界现象的区域绿化
地球物理
2023-12-08 v1 生物物理
摘要
对地球系统临界元素的研究主要集中于其引发负面生态、气候和社会变迁的潜力。然而，以正面临界现象形式存在的一条被忽视但具有开创性的途径，其潜在机制与益处在很大程度上尚未被充分探索。为弥补这一空白，本研究引入了一个基本的基于渗透的框架，以评估地球陆地植被系统的临界性与韧性。利用高分辨率卫星数据，我们关注由全球变暖驱动的绿化诱导的正面临界动力学。我们将青藏高原（QTP）和萨赫勒地区作为对比但类似的案例研究。我们的分析揭示了一个有趣的现象：植被破碎化与渗透阈值相一致，表现出以具有三个临界指数的近乎完美的幂律为特征的无标度模式。值得注意的是，与传统的破坏性临界元素相反，这些区域作为有利的临界元素，由于人为气候变化和植树造林努力，从破碎的植被模式过渡到凝聚的植被模式。此外，我们提出了一个最优韧性增强模型，以在最小化社会经济成本的同时增强植被鲁棒性。本研究为临界元素在气候变化下的有利方面提供了有价值的见解，并提供了增强生态韧性以抵御环境威胁的有效策略。
引用
@article{arxiv.2312.03963,
title = {Regional Greening as a `Positive' Tipping Phenomenon},
author = {Yu Sun and Teng Liu and Shang Wang and Jun Meng and Yongwen Zhang and Saini Yang and Xiaosong Chen and Deliang Chen and Jürgen Kurths and Shlomo Havlin and Hans Joachim Schellnhuber and Jingfang Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.03963},
year = {2023}
}