植物间强相互作用诱导圆形裸地斑块：仙女圈

从安哥拉南部、纳米比亚延伸至南非的广阔景观中，存在着被称为“仙女圈”的局部植被裸地斑块。它们由孤立或随机分布的无植被圆形区域组成，周围环绕着高草边缘，并嵌入沙质土壤上的稀疏草原中。随着干旱度增加，仙女圈的尺寸增大，直径可达 10 米。尽管已提出多种假设，但该现象的起源仍未解决。我们表明，基于现实假设的简单非局部植物生态模型可为此现象提供定量解释。仙女圈源于连接两种均匀覆盖态（均匀草原态和裸地态）的界面之间的强相互作用，其稳定性归因于模拟植物竞争的类洛伦兹非局部耦合。因此，其形成原因内在于植被动力学本身。我们的分析解释了圆形形状和边缘是如何形成的，以及干旱程度如何影响仙女圈的大小。这些理论发现与实地观测一致，建立了植物强非局部相互作用与稳定仙女圈形成之间的联系。最后，我们证明了所提出的机制不依赖于具体模型：事实上，它也适用于强调水输运对植被动力学影响的反应扩散型模型。