Formación de patrones de vegetación en paisajes áridos: Ley de defectos topológicos para la migración de bandas vegetales

Abstract

La autoorganización y la formación de patrones son procesos omnipresentes en la naturaleza. Investigamos las propiedades de los patrones migratorios de bandas vegetales en paisajes áridos, que suelen presentar defectos topológicos de tipo dislocación. Se estudian patrones de vegetación con dislocaciones en tres ecosistemas distintos. Demostramos, mediante el análisis de datos de teledetección y modelado teórico, que el número de dislocaciones N(x) disminuye espacialmente según la ley N ∼ log(x/B)/x, donde x es la coordenada opuesta al flujo de agua y B es una constante adecuada. La topografía inclinada explica el origen de los patrones de bandas vegetales con dislocaciones permanentes. Teóricamente, consideramos enfoques bien establecidos para describir los patrones de vegetación. Todos los modelos confirmaron la ley. Esto contrasta con la idea ampliamente aceptada de que la dinámica de las dislocaciones es transitoria. Además, se predicen regímenes con una distribución espacial constante de defectos. Analizamos los diferentes regímenes en función del nivel de aridez y de la velocidad del flujo de agua. El patrón de degradación observado en los defectos podría indicar un colapso inminente del ecosistema.

Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos