複雜動力學系統往往表現出多穩态（Alternative Stable States）特征。理論研究表明，諸多類型的生态系統都可能具有多種穩定狀态，并推測現實中生态系統發生突變（如水質的急劇惡化、幹旱區植被的快速退化、珊瑚礁生态系統的崩潰等）是穩态轉換的結果。但由于受到觀測時空尺度的限制與環境擾動的影響，生态系統多穩态特征的直接證據極為有限。多穩态及穩态轉換的檢測是理解生态系統突變的發生機制，以及人類進行生态系統科學管理的關鍵，近年來成為生态學研究熱點。
最近，伟徳国际官网登录入口徐馳副教授與荷蘭、英國、德國的國際研究團隊開展合作，通過分析全球植物屬性和物種數據庫，發現木本植物高度的不連續分布特征是森林生态系統具有多種穩定狀态的證據，并在全球植被高度激光雷達數據和全球樹木蓋度遙感數據的支持下，進一步證明溫帶森林在景觀水平上的高度和蓋度分布都具有明顯的雙穩态特征。研究人員提出進化博弈機制可以解釋為何植物傾向以相對較高和較低的高度作為穩定性狀，而中等高度則為次優性狀。該研究結果對于深入理解生态系統本質具有重要理論意義，其推論也具有明确的現實啟示：随着氣候變化和人為幹擾逐漸增強到一定程度，森林生态系統很可能将急劇退化而并不以漸變的方式産生響應，從而對氣候系統和人類福祉産生重要反饋。相關研究成果以“Why trees and shrubs but rarely trubs?” 和“Temperate forest and open landscapes are distinct alternative states as reflected in canopy height and tree cover”為題發表在生态學頂級期刊Trends in Ecology & Evolution.
此項工作得到國家自然科學基金及國家留學基金委資助。
