_ Studiul nu găsește dovezi pentru scalarea fractale pe suprafețele copacului dintr-o gamă diversă de tipuri de păduri

Complexitatea pădurilor nu poate fi explicată prin reguli matematice simple, arată un studiu. Modul în care copacii cresc împreună nu seamănă cu modul în care cresc ramurile pe un singur copac, au descoperit oamenii de știință.

Natura este plină de repetări surprinzătoare. În copaci, ramurile mari arată adesea ca copaci întregi, în timp ce ramurile mai mici și crengile arată ca ramurile mai mari din care cresc. Dacă este văzută izolat, fiecare parte a copacului ar putea fi confundată cu o versiune în miniatură a lui însuși.

De mult timp s-a presupus că această proprietate, numită fractalitate, se aplică și pădurilor întregi, dar cercetătorii de la Universitatea din Bristol au descoperit că nu este cazul.

Studiul, publicat în Journal of Ecology, respinge afirmațiile conform cărora auto-asemănarea care se observă în interiorul copacilor individuali poate fi extinsă la acoperișuri și peisaje întregi ale pădurii.

Autorul principal, dr. Fabian Fischer, a spus: „Fractalitatea poate fi găsită în multe sisteme naturale. Rețelele de transport, cum ar fi arterele sau râurile, arată adesea auto-asemănări în modul în care se ramifică și multe structuri organice, cum ar fi copacii, ferigile sau broccoli sunt compuse din părți care arată ca întregul.

„Fractalitatea oferă o modalitate de clasificare și cuantificare a acestor modele auto-similare pe care le observăm atât de des în natură și s-a presupus că sunt o proprietate emergentă care este împărtășită de multe sisteme naturale.

„În mod intuitiv, dacă te uiți la o imagine a ceva și nu poți determina cât de mare este, atunci acesta este un bun indicator al fractalității. De exemplu, acesta este un munte mare în fața mea sau doar o stâncă mică care arată ca un munte? Este o ramură sau un copac întreg?

„Din punct de vedere științific, această auto-asemănare are proprietatea atractivă că îți permite să descrii un obiect aparent complex folosind niște reguli și numere foarte simple.”

Dacă auto-asemănarea s-ar extinde de la crengi mici ale unui singur copac la ecosisteme păduri întregi, ar ajuta ecologii să descrie peisajele complexe în moduri mult mai simple și ar putea compara direct complexitatea unor ecosisteme foarte diferite, cum ar fi recifele de corali și pădurile. copertine.

Pentru a testa ideea conform căreia copertinele pădurilor se comportă ca niște fractali, echipa a folosit date de scanare cu laser din aer de la nouă site-uri răspândite în Rețeaua de cercetare a ecosistemelor terestre (TERN) din Australia. Aceste situri se întind pe un gradient mare de precipitații și variază enorm în structura lor: de la păduri rare și scurte aride din Australia de Vest până la păduri falnice de frasin de munte de 90 m înălțime din Tasmania.

Din fiecare scanare cu laser, au derivat hărți de înaltă rezoluție privind înălțimea pădurilor și le-am comparat cu cum ar arăta înălțimile pădurilor dacă pădurile ar fi de natură fractală.

Dr. Fischer a spus: „Am descoperit că baldachinele pădurilor nu sunt fractale, dar sunt foarte asemănătoare în ceea ce privește modul în care se abate de la fractalitate, indiferent de ecosistemul în care se află.

„Factul că nu sunt fractale face multe sens și a fost ipoteza noastră de la început. Deși ar putea fi posibil să se confunde o ramură pentru un copac întreg, de obicei este ușor să diferențiezi copacii de un crâng de copaci sau de o pădure întreagă.

„Dar a fost surprinzător cât de asemănătoare erau toate copertinele pădurii. felul în care s-au abătut de la fractalii adevărați și modul în care abaterile au fost legate de dimensiunea copacilor și de cât de uscat era mediul lor.

„Consecvența abaterilor ne-a dat, de asemenea, o idee despre cum am putea compara complexitatea între ele. ecosistemelor. Majoritatea ecosistemelor, precum pădurile, vor atinge o limită superioară - cel mai probabil determinată de dimensiunea maximă a organismelor sale - dincolo de care structura lor nu mai poate varia liber.

„Dacă am putea determina aceste limite superioare, acest lucru ar putea deschide rute pentru înțelegerea modului în care funcționează organisme și sisteme foarte diferite (recife de corali, păduri etc.) și pentru a testa dacă ar putea împărtăși aceeași organizare de bază. principii.”

Acum, echipa plănuiește să compare o gamă și mai largă de ecosisteme forestiere de pe tot globul, să afle dacă există principii de organizare similare în păduri și nu numai și să descopere ce determină aceste modele analizând mai multe scanează la timp.

Dr. Fischer a concluzionat: „O întrebare cheie în știință este dacă există modele generalizabile în natură, iar un candidat excelent pentru aceasta este fractalitatea.

„Pădurile pe care le-am studiat nu erau fractale, dar au existat asemănări clare între toate. site-uri în modul în care au deviat de la fractalitate. Din punct de vedere teoretic, aceasta arată calea către un cadru pentru găsirea principiilor generale de organizare în biologie.

„Dar acest lucru are și implicații practice: dacă nu putem înțelege pădurea din copacii ei și invers. , atunci trebuie să monitorizăm pădurile atât la scară mică, cât și la scară mare pentru a înțelege cum răspund ele la schimbările climatice și la presiunea umană în creștere.”

(Fluierul)