Vegetación con patrones

La vegetación con patrones es una comunidad vegetal que exhibe patrones distintivos y repetitivos. Ejemplos de vegetación con patrones incluyen las ondulaciones de abeto , el arbusto tigre y el pantano de cuerdas . Estos patrones suelen surgir de la interacción de fenómenos que favorecen de forma diferencial el crecimiento o la mortalidad de las plantas . Un patrón coherente se produce debido a la fuerte direccionalidad de estos fenómenos, como el viento en el caso de las ondulaciones de abeto o la escorrentía superficial en el caso del arbusto tigre. Los patrones pueden incluir parches relativamente espaciados uniformemente, bandas paralelas o una forma intermedia entre ambas. Estos patrones en la vegetación pueden aparecer sin ningún patrón subyacente en los tipos de suelo, por lo que se dice que se "autoorganizan" en lugar de estar determinados por el entorno.

Varios de los mecanismos subyacentes a la formación de patrones en la vegetación se conocen y estudian desde al menos mediados del siglo XX, ^{[ 1 ]} sin embargo, los modelos matemáticos que los replican se han producido mucho más recientemente. La autoorganización en patrones espaciales suele ser el resultado de estados espacialmente uniformes que se vuelven inestables a través del crecimiento monótono y la amplificación de perturbaciones no uniformes. ^{[ 2 ]} Una inestabilidad bien conocida de este tipo conduce a los llamados patrones de Turing . Estos patrones ocurren en muchas escalas de la vida, desde el desarrollo celular (donde se propusieron por primera vez) hasta la formación de patrones en pieles de animales, dunas de arena y paisajes con patrones (véase también formación de patrones ). En su forma más simple, los modelos que capturan las inestabilidades de Turing requieren dos interacciones en diferentes escalas: facilitación local y competencia más distante. Por ejemplo, cuando Sato e Iwasa ^{[ 3 ]} produjeron un modelo simple de ondas de abetos en los Alpes japoneses, asumieron que los árboles expuestos a vientos fríos sufrirían mortalidad por daños de heladas, pero los árboles a favor del viento protegerían a los árboles cercanos a favor del viento. La aparición de bandas se debe a que la capa protectora creada por los árboles más expuestos al viento acaba por romperse por la turbulencia, lo que expone de nuevo a los árboles situados a sotavento a sufrir daños por congelación.

Cuando no hay un flujo direccional de recursos a través del paisaje, pueden aparecer patrones espaciales en diversas formas regulares e irregulares a lo largo del gradiente de precipitación, incluyendo, en particular, patrones de brechas hexagonales a tasas de precipitación relativamente altas, patrones de franjas a tasas intermedias y patrones de puntos hexagonales a tasas bajas. ^{[ 4 ]} La presencia de una direccionalidad clara hacia algún factor importante (como un viento helado o un flujo superficial ladera abajo) favorece la formación de franjas (bandas), orientadas perpendicularmente a la dirección del flujo, en rangos más amplios de tasas de precipitación. Se han publicado varios modelos matemáticos que reproducen una amplia variedad de paisajes con patrones, incluyendo el "arbusto tigre" semiárido, ^{[ 5 ] [ 6 ]} patrones de brechas hexagonales de "círculos de hadas", ^{[ 7 ]} paisajes leñosos-herbáceos, ^{[ 8 ]} marismas salinas, ^{[ 9 ]} vegetación desértica dependiente de la niebla, ^{[ 10 ]} y turberas y pantanos. ^{[ 11 ]}

Aunque no son estrictamente vegetación, se ha demostrado que los invertebrados marinos sésiles, como los mejillones y las ostras, también forman patrones de bandas. ^{[ 12 ]}

• Perturbación (ecología)
• Sucesión ecológica
• Formación de patrones
• Patrones en la naturaleza
• Ecología espacial