布里斯托大学的研究人员重新检查了来自卫星数据的证据，并应用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。这项研究今天发表在《自然通讯》上。

亚马逊森林储存了全球约一半的热带森林碳，占全球每年从大气中吸收的森林碳的四分之一。因此，亚马逊森林覆盖率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都容易出现转折点。指标是卫星数据，显示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，这两种状态是可替代的稳定结果。双稳性意味着砍伐森林或干旱等影响可能导致火灾大幅增加，并将热带雨林变成大草原。然后，经历过这种转变的地区将被锁定在萨凡纳，直到降雨量增加到足够多，释放的人类压力使森林再生速度快于间歇性火灾造成的损失。

布里斯托尔复杂科学中心四年级博士生、该论文的主要作者伯特伍茨说：“我决定重新检查数据。当我控制了季节因素，把所有的数据都拿出来，情况就会大不相同。来自卫星图像的数据点代表受人类影响的位置。突然之间，双稳态的特征几乎完全消失了。”

伯特在获得博士学位的第一年就有了这一发现，他认为这似乎是最令人费解的，于是他与工程数学系的艾伦尚尼斯教授(一位理论家)和该学院地理科学中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。

非线性数学教授艾伦尚彭尼斯补充说：“当我第一次同意一起监督伯特博士时，我担心我没有数学专业知识来研究卫星数据中观察到的影响。幸运的是，伯特是一名优秀的独立学生，乔是一名现场专家。

“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际效应(通常是通过自然森林火灾)。考虑到这些术语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，森林和稀树草原之间应该有一个明确的界限，可以从气候和土壤中预测。

关键是要认识到接近人的修养是第三个决定性因素。靠近人类耕种的森林被开阔农田引起的火灾砍伐和侵蚀。这导致森林草原边界向湿润地区转移。

好消息是，只要还剩下一些森林，砍伐森林就不会将目前的森林面积锁定为草原状态。这意味着一旦这些地区摆脱了人类的压力，他们应该尽快恢复森林砍伐地区的森林。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，这在本研究中没有考虑到。

以往的研究通过模拟表明，亚马逊森林对区域降雨有积极的影响。通过这种机制，森林的丧失可能导致降雨量的减少，进而造成森林的进一步丧失。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。