植被图样：如何同时阻碍和触发从草原向草原的临界转变

树草共生是草原生态系统的典型特征，这些生态系统在支撑全球生物多样性和人类人口中扮演重要角色。尽管近期进展已阐明许多底层机制，但这些机制如何在环境压力下相互作用以塑造生态系统动力学尚未明了。本文提出并分析了一个描述干旱草原树草动态的简化的空间扩展模型。我们纳入树通过遮阴促进草的生长，以及草对树获取水分的竞争，二者随树的生命阶段而变化。模型表明，这些机制导致树草共存以及草原与草原状态之间的双稳态。此外，模型预测在严酷环境条件下，植被图样由树和草组成，能够在空间模型预测的非空间版本将草原从草原坍塌为草原的情况下持久存在（称为“Turing 规避 tipping”）。此外，我们识别出一种新的“Turing 触发 tipping”机制，即不稳定的图样形成驱动被忽略的 tipping 事件，当空间动力学未被包括在内时。这些瞬时图样作为生态系统转变的早期警示信号，为干预提供了关键窗口。进一步的理论和实证研究以确定空间图样是防止 tipping 还是驱动坍塌的条件。