我们经常听到警告，气候变化可能会导致“临界点”：稀树草原可以迅速变成沙漠，或者温暖的墨西哥湾流可以简单地停止流动的不可逆转的情况。这些警告通常将空间模式称为临界点的预警信号。一个由生态学家和数学家组成的国际团队研究了这些模式并得出了令人惊讶的结论。
“是的，我们需要尽一切努力阻止气候变化”，作者完全同意 IPCC 最近的报告。“但地球比以前想象的要更有弹性。临界点的概念太简单了。”科学家们最近在权威期刊《科学》上发表了他们的研究成果。
这篇文章建立在荷兰和国外各种研究机构之间多年的合作基础上，尤其是乌得勒支大学和莱顿大学之间的合作。研究人员在空间环境中提出了临界点的想法。“生态系统中空间模式的形成，就像复杂植被模式的自发形成一样，通常被解释为关键转变的预警信号”，主要作者、乌得勒支大学附属生态学家 Max Rietkerk 解释说。“但这些模式实际上似乎允许生态系统避开这样的临界点。”这些发现基于对空间模型的数学分析和来自现实世界生态系统的新观察。
图灵
自然界中自发出现的模式通常被称为“图灵模式”，以著名的英国数学家艾伦·图灵的名字命名。1952 年，他描述了自然界中的图案，例如动物皮毛上的条纹，是如何从同质的起始位置发展而来的。“在生态科学中，图灵模式通常被解释为预警信号，因为它们表明干扰”，莱顿大学数学家和合著者 Arjen Doelman 澄清道。
“图灵的模式形成机制仍然是无可争议的。但模式正在某处形成的事实并不一定意味着平衡被打破超过临界点。”作为这种情况的一个例子，Rietkerk 提到了从稀树草原到沙漠的过渡。“在那里你可以观察到各种复杂的空间形式。这是一次空间重组，但不一定是一个转折点。相反：那些转向模式实际上是韧性的标志。”
避开临界点
研究人员在生态学中发现了一个有趣的新现象：多重稳定性。这意味着许多不同的空间模式可以在相同的情况下同时出现。
Rietkerk：“而且这些模式中的每一种都可以在各种条件和气候变化下保持稳定。此外，我们发现任何大到足以生成空间模式的复杂系统也可能会避开临界点。”
现在的问题是：哪些系统对小费敏感，哪些不敏感?
“这意味着我们必须回到绘图台来了解临界点的确切作用，”Rietkerk 说。“只有这样，我们才能确定哪些条件和空间模式会导致临界点，哪些不会。”
