生态系统重大突变检测研究进展

当一个存在多稳态的生态系统临近突变阈值点时,外界条件即使发生一个微小变化,也会引发生态系统的剧烈响应,使之进入结构和功能截然不同的另一稳定状态,这种现象称为重大突变(critical transition)。重大突变所导致的稳态转换总是伴随着生态系统服务的急剧变化,可能对人类可持续发展产生重大影响。预测生态系统突变的发生非常困难,但科学家在此领域的大量研究结果表明,通过监测一些通用指标可以判断生态系统是否不断临近重大突变阈值点,进而可以进行生态系统重大突变预警。该文对近年来生态系统重大突变检测领域所取得的成果进行总结与归纳,论述了生态系统重大突变的产生机制及其后果,介绍了生态系统突变预警信号提取的理论基础,从时间和空间两个维度总结了近年来生态系统重大突变预警信号的提取方法,概述了当前研究面临的挑战,指出生态系统突变预警信号的检测应充分利用时空动态数据,并且联合多个指标,从多个角度进行综合预警,此外,还应重视生态系统结构与重大突变之间的关系,增强生态系统突变预警能力。