Auf dem Weg zu einer neuen Generation von Vegetationsmodellen

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Pflanzen und Vegetation spielen eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung des Lebens auf der Erde, aber es gibt immer noch viele Unsicherheiten in unserem Verständnis darüber, wie genau sie den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Ökosystemleistungen beeinflussen.

Eine neue, von der IIASA geleitete Studie untersuchte die wichtigsten Organisationsprinzipien, die das Verhalten der Vegetation steuern, und wie sie zur Verbesserung von Vegetationsmodellen eingesetzt werden können.Wir sind auf die Pflanzen angewiesen, die die Ökosysteme unseres Planeten bilden, um Sauerstoff in die Atmosphäre abzugeben, Kohlendioxid (CO2) zu absorbieren und Lebensraum und Nahrung für Wildtiere und Menschen zu bieten.

Diese Leistungen sind für die künftige Bewältigung des Klimawandels von entscheidender Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf die Aufnahme und Freisetzung von CO2, aber aufgrund der vielen komplexen, interagierenden Prozesse, die die Fähigkeit der Vegetation zur Erbringung dieser Leistungen beeinflussen, sind sie nach wie vor schwer vorhersehbar.In einer von der IIASA geleiteten Perspektive, die in der Zeitschrift Nature Plants veröffentlicht wurde, bemühte sich ein internationales Forscherteam, dieses Problem anzugehen, indem es Ansätze erforschte, um diese Komplexität zu bewältigen und unsere Fähigkeit zur Vorhersage der Vegetationsdynamik zu verbessern.

Sie untersuchten die wichtigsten Organisationsprinzipien, die diese Prozesse steuern – insbesondere die natürliche Auslese, die Selbstorganisation (Kontrolle des kollektiven Verhaltens von Individuen) und die Entropie-Maximierung (Kontrolle des Ergebnisses einer großen Anzahl von Zufallsprozessen).

Im Allgemeinen bestimmt oder beschränkt ein Organisationsprinzip, wie sich Komponenten eines Systems, z.B.

verschiedene Pflanzen in einem Ökosystem oder verschiedene Organe einer Pflanze, zusammen verhalten.

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Mathematisch gesehen kann ein solches Prinzip als eine zusätzliche Gleichung betrachtet werden, die zu einem Gleichungssystem hinzugefügt wird und es ermöglicht, eine oder mehrere bisher unbekannte Variablen im System zu bestimmen und dadurch die Unsicherheit der Lösung zu verringern.Es wurde viel Forschung betrieben, um zu verstehen und vorherzusagen, wie Pflanzenprozesse zusammenwirken, um die Dynamik der Vegetation auf größeren Skalen zu bestimmen.

Um das Prozessverständnis aus verschiedenen Disziplinen zu integrieren, werden dynamische Vegetationsmodelle (DVMs)….

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