В прошлом исследователи нашли, что значительная часть леса Amazon восприимчива к переломному моменту. Контрольный знак – спутниковые области показа данных саванны и дождевой лес, сосуществующий под теми же самыми условиями окружающей среды. Теории от нелинейной динамики тогда предположили бы, что оба государства – альтернативные стабильные результаты.
Эта так называемая бистабильность означает, что шоки, такие как лесное разрешение или засуха могли привести к значительному увеличению возникновения огня и опрокинуть область дождевого леса в саванну. Области, которые испытали этот переход, тогда остались бы запертыми в это государство саванны до, достаточно большие увеличения ливня и выпуск человеческих давлений позволяют лесам повторно становиться быстрее, чем они потеряны неустойчивыми огнями.Берт Вейтс, четвертый доктор философии года студент в Бристольском Центре Наук Сложности и ведущего автора на бумаге, сказал: «Я решил бросить новый взгляд на данные, и совсем другая картина появилась, когда я управлял для сезонности и вынул все точки данных из спутниковых снимков, которые представляли местоположения, которые были подвергнуты человеческому влиянию. Внезапно собственность бистабильности исчезла почти полностью».
Берт, который сделал это открытие на первом году его доктора философии, думал, что это казалось самым озадачивающим, таким образом, он объединился с профессором Аланом Чампнеисом, теоретиком в Отделе Технической Математики, и доктором Джо Хаус, экспертом по изменению в землепользовании из Школы Географических Наук. В течение прошлых двух лет они исследовали эти результаты строго.Алан Чампнеис, профессор Прикладной Нелинейной Математики, добавил: «Когда я сначала согласился на доктора философии co-supervise Берта, я волновался, что у меня не было экспертных знаний в математике, требуемой изучить наблюдаемые эффекты в спутниковых данных.
К счастью, Берт – великолепно независимый студент, и Джо был рядом как полевой эксперт.«Мало я понимал, хотя это, ключ к пониманию наблюдений Берта был той же самой теорией формирования рисунка, которую я использовал экстенсивно прежде.
Мне это показывает силу междисциплинарного сотрудничества и также повсеместности математики и науки данных в объяснении на вид несвязанных явлений».Предыдущее исследование, кажется, было не в состоянии принять во внимание пространственное взаимодействие и эффекты края между соседними зонами, как правило через естественные лесные пожары. Принятие во внимание таких условий приводит к теории распространения реакции, используемой широко в предсказании формирования пространственных образцов в физике и химии. Согласно теории, должна быть отличная граница между лесом и саванной, предсказуемой от климата и почв.
Ключ должен был признать, что близость к человеческому культивированию действует как третий определяющий фактор. Леса ближе к человеческому культивированию подвергаются регистрации и эрозии огнями, происходящими из открытых культурных областей. Это вызывает изменение границы лесной саванны к более влажным областям.Хорошие новости – то, что пока есть некоторый покинутый лес, вырубка леса не захватит в настоящее время засаживаемые деревьями области в государство саванны.
Это означает, что восстановление леса в лишенных лесного покрова областях должно произойти, как только эти области выпущены от человеческих давлений. Тем не менее, там существует второй механизм, который мог привести к бистабильности амазонского лесного покрова, который не был принят во внимание в этом исследовании.Предыдущее исследование показало через моделирования, что лес Amazon может иметь положительное влияние на региональный ливень. Через этот механизм лесная потеря может привести к уменьшенному ливню, вызывающему дальнейшую лесную потерю.
Или изменение климата или вырубка леса могут все еще постоянно преобразовать лес Amazon в саванну, зависит от важности этого второго механизма и предмет дальнейшего исследования.