亚马逊雨林可能比以前认为的更能抵抗砍伐

布里斯托尔大学的研究人员重新检查了来自卫星数据的证据，并应用了复杂性科学的最新理论，提供了新的证据来证明亚马逊雨林并不像以前认为的那样脆弱。这项研究发表在今天的《自然通讯》。

亚马逊森林储存了世界上大约一半的热带森林碳，占世界上每年从大气中吸收的森林碳的四分之一。因此，亚马逊森林覆盖面积的巨大损失可能会加剧全球气候变化。

过去，研究人员发现亚马逊森林的大部分地区容易出现转折点。指标是卫星数据，表明草原和雨林在相同的环境条件下共存。非线性动力学理论表明，这两种状态是交替稳定的结果。所谓的双稳性是指砍伐森林或干旱可能会大大增加火灾的发生，并将热带雨林变成稀树草原。然后，经历了这种转变的区域将被锁定在萨凡纳，直到降雨量增加到足够大，释放出来的人类压力使得森林的再生速度快于间歇性火灾的损失。

布里斯托尔复杂科学中心四年级博士生、论文第一作者伯特伍兹(Bert Woods)说：“我决定重新检查这些数据。当我控制了季节因素，把所有数据都拿出来，情况就大不一样了。来自卫星图像的数据点代表了受人类影响的位置。突然，双稳态性质几乎完全消失了。”

伯特在读博士的第一年就有了这一发现，他认为这似乎是最令人费解的，于是与工程数学系的理论家艾伦钱尼斯教授和地理学院的土地利用变化专家乔豪斯博士合作。在过去的两年里，他们一直在仔细研究这些发现。

数学教授艾伦尚帕格尼丝(Allen Champagnes)补充道：“当我最初同意共同监督伯特博士时，我担心自己没有数学专业知识来研究卫星数据中观察到的效应。幸运的是，伯特是一名出色的独立学生，乔是该领域的专家。

“虽然我几乎没有意识到，但理解伯特观察的关键和我之前广泛使用的模式形成理论是一样的。对我来说，这显示了跨学科合作的力量以及数学和数据科学在解释看似不相关的现象方面的普遍性。”

以前的研究似乎没有考虑到相邻区域之间的空间相互作用和边缘效应(通常通过自然森林火灾)。考虑到这些项将导致反应扩散理论，该理论被广泛用于预测物理和化学中空间模式的形成。根据这一理论，从气候和土壤可以预测，森林和稀树草原之间应该有明确的界限。

关键是要认识到接近人类的修养是第三个决定性因素。靠近人类耕种的森林被空旷的农田引起的大火砍伐和侵蚀。这导致森林和草原的边界转移到潮湿地区。

好消息是，只要还剩下一些森林，森林砍伐就不会将目前的森林地区锁定为草原状态。这意味着一旦这些地区摆脱了人类的压力，被砍伐地区的森林应该尽快得到恢复。然而，还有第二种机制可能导致亚马逊森林覆盖的双稳定性，这一点在本研究中没有考虑。

通过模拟初步研究表明亚马逊森林对区域降雨有积极影响。通过这一机制，森林丧失可能导致降雨量减少，进而导致森林进一步丧失。气候变化或森林砍伐是否仍能使亚马逊森林永久成为草原，取决于第二种机制的重要性，这需要进一步研究。