Test auf Kritikalität in Ökosystemdynamik: Der Fall des Amazonas-Regenwaldes und der Savannenfeuer

Wir testen zwei kritische Phänomene in Amazonas-Ökosystemen: selbstorganisierte Kritikalität (SOC) und kritische Übergänge. SOC wird in der Literatur über komplexe Systeme oft als allgemeine Erklärung für Skalengleichheit in der Natur dargestellt. Insbesondere wird behauptet, dass dieser Mechanismus der makroskopischen Struktur und Dynamik terrestrischer Ökosysteme zugrunde liegt. Diese wären untrennbar mit dem Handeln von Feuer verbunden, das als endogener ökologischer Prozess konzipiert ist. Wir zeigen, dass die Savannenbrände im Amazonas die skalengleichen Merkmale aufweisen, die für SOC charakteristisch sind, aber SOC nicht darstellen. Dasselbe gilt für Amazonas-Regenwälder, die moderaten Dürrebedingungen ausgesetzt sind. Diese Ergebnisse beweisen, dass es andere Ursachen für Skalengleichheit in Ökosystemen gibt. Im Gegensatz dazu finden wir Beweise für einen kritischen Übergang zu einem Megafeuer-Regime unter extremer Dürre in Regenwäldern; dieses Phänomen wird wahrscheinlich den Zeitrahmen für einen möglichen Verlust des Amazonas-Regenwaldes durch den Klimawandel bestimmen.