Fairy circles reveal the resilience of self-organized salt marshes.
Fairy circles reveal the resilience of self-organized salt marshes.
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仙女圈揭示了自组织盐沼的恢复能力
DOI：
10.1126/sciadv.abe1100
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发表时间：
2021-03
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
van de Koppel J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao LX;Zhang K;Siteur K;Li XZ;Liu QX;van de Koppel J
自组织的仙女圈揭示了新兴盐沼生态系统的弹性。空间模式是理论生态学和实验生态学中一个非常有趣的主题。它显示了抵御外部干扰和环境压力的弹性和稳定性。然而，现有的研究主要集中在自组织生态系统中发展良好的持久模式，而不是短暂的模式。在这里，结合模型和实验证据，我们表明，在潮间带盐沼的瞬时仙女圈模式可以推断潜在的生态机制，并提供了一个衡量的弹性。硫化物积累和养分耗竭机制的基础上的模型再现了现场观察到的仙女圈，盐沼生态系统中出现的瞬态模式提供了一个广义的观点。田间试验表明，施氮可缓解耗竭胁迫，并使斑块中心的植物生长由负向正转变。因此，营养物质消耗起着压倒一切的作用，因为只有这个过程才能解释同心环。我们的研究结果意味着，瞬态模式的出现，可以确定潜在的模式形成的生态过程和决定盐沼生态系统的生态恢复力的因素。
Self-organized fairy circles reveal the resilience of emerging salt marsh ecosystems. Spatial patterning is a fascinating theme in both theoretical and experimental ecology. It reveals resilience and stability to withstand external disturbances and environmental stresses. However, existing studies mainly focus on well-developed persistent patterns rather than transient patterns in self-organizing ecosystems. Here, combining models and experimental evidence, we show that transient fairy circle patterns in intertidal salt marshes can both infer the underlying ecological mechanisms and provide a measure of resilience. The models based on sulfide accumulation and nutrient depletion mechanisms reproduced the field-observed fairy circles, providing a generalized perspective on the emergence of transient patterns in salt marsh ecosystems. Field experiments showed that nitrogen fertilization mitigates depletion stress and shifts plant growth from negative to positive in the center of patches. Hence, nutrient depletion plays an overriding role, as only this process can explain the concentric rings. Our findings imply that the emergence of transient patterns can identify the ecological processes underlying pattern formation and the factors determining the ecological resilience of salt marsh ecosystems.
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影响因子：
64.8
作者：
Kéfi, Sonia;Rietkerk, Max;de Ruiter, Peter C.
通讯作者：
de Ruiter, Peter C.
影响因子：
2.7
作者：
Gascoigne, JC;Beadman, HA;Kaiser, MJ
通讯作者：
Kaiser, MJ
DOI：
10.1073/pnas.1619203114
发表时间：
2017-07-25
影响因子：
11.1
作者：
de Paoli, Helene;van der Heide, Tjisse;van de Koppel, Johan
通讯作者：
van de Koppel, Johan
影响因子：
13.6
作者：
Giuntini D;Zhao S;Krekeler T;Li M;Blankenburg M;Bor B;Schaan G;Domènech B;Müller M;Scheider I;Ritter M;Schneider GA
通讯作者：
Schneider GA
影响因子：
4.8
作者：
Cornacchia, Loreta;van de Koppel, Johan;Bouma, Tjeerd J.
通讯作者：
Bouma, Tjeerd J.