美国加州大学戴维斯分校Xiaoli Dong等人研究了时间动力学在驱动土壤铁还原模式的空间自组织中的首要作用。相关研究12月14日发表于美国《国家科学院院刊》。
研究人员通过比较多种替代机制，发现高原土壤中的规则铁带可以通过耦合两组尺度相关的反馈来解释。首先，黏土在铁氧化还原波动中的分散和凝固将土壤铁聚集和晶体生长放大到对根生长产生负面影响的水平。其次，这种对高结晶铁的负根反应的激活促进了规则铁带的形成。在形成铁带的过程中，环境变化起着关键作用。
环境的可变性改变了模式形成发生的可能性。预估的气候变化可以显著改变许多空间自组织系统，以及与它们所呈现的显著模式相关的生态功能。这种模式形成的时间维度值得在未来密切关注。
这项研究调查了在高原土壤中产生规则间隔的富铁带的机制。这些显著特征出现在世界各地的土壤中，但除了与氧化还原变化的普遍联系之外，它们的起源尚未得到解释。受降雨、地下水变化或灌溉的影响，高原土壤表现出显著的氧化还原波动。这种系统中的模式形成提供了一个研究空间自组织的时间方面的机会，然而这方面的研究迄今为止还不够。
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https://doi.org/10.1073/pnas.2313487120