dottorato di ricerca lo studente Robbin Bastiaansen applica la matematica per ottenere informazioni su problemi pratici. Confrontando i modelli matematici con gli sviluppi negli ecosistemi esistenti, spera di demistificare il processo di desertificazione. La sua ricerca è stata pubblicata in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ), un risultato raro per un matematico.

Durante la desertificazione, un'area desertica si sta estendendo o viene creato un nuovo deserto. Gli intermedi di questo processo sono "quasi deserti, " con modelli di vegetazione in cui si alternano vegetazione e macchie nude (vedi immagine banner). Per la sua ricerca Bastiaansen ha studiato le proprietà di questi modelli. Unendo le forze con matematici ed ecologisti, ha esaminato il comportamento tipico dei modelli e le implicazioni di questo sugli ecosistemi reali. I nuovi set di dati disponibili dai satelliti forniscono informazioni preziose, per esempio sulla biomassa di questi modelli. Ciò ha permesso a Bastiaansen e ai coautori di effettuare un confronto approfondito tra le previsioni del modello e la realtà.

irreversibile

Uno dei risultati più importanti è la 'multistabilità' che le aree mostrano. "Nelle zone prossime al deserto, non un modello specifico è predominante, ma un'intera gamma di modelli è possibile, " Spiega Bastiaansen. "Ciò significa che queste aree sono molto più robuste e resistenti di quanto precedentemente noto e quindi crolleranno meno rapidamente del previsto in una nuda, deserto arido." Ciò è particolarmente importante perché un tale collasso è praticamente irreversibile:un'area completamente avvizzita sarà molto difficile da invasare di nuovo, anche se non viene ulteriormente disturbata e/o le condizioni climatiche migliorano di nuovo.

Bastiaansen trova una sfida usare la matematica per affrontare i problemi sociali. La desertificazione è una di queste:"Ci sono molte aree sulla terra che sono minacciate dalla desertificazione. In queste aree ci sono anche molte persone che dipendono dal bestiame e dai raccolti per il loro approvvigionamento alimentare, e questo richiede terreno fertile. La prevenzione di tale 'desertificazione' irreversibile è quindi molto importante per la popolazione».

La collaborazione unica tra matematici ed ecologisti è stata essenziale per la ricerca. "Solo attraverso questa collaborazione è stato possibile includere da un lato il comportamento generale dei modelli e dall'altro tradurre il comportamento in un'ecologia misurabile, " dice Bastiaansen. Tuttavia, questa cooperazione comportava anche delle sfide:i concetti di una disciplina non erano sempre noti nell'altra, o a volte hanno un significato leggermente diverso. "Ciò richiede molte consultazioni, coordinazione e pazienza, "Bastiaansen ora lo sa.

Sebbene i ricercatori abbiano fatto del loro meglio per rendere possibili confronti misurabili, molte cose non erano ancora realizzabili per mancanza di dati. "Il processo di desertificazione, Per esempio, è relativamente lento. Avremmo voluto guardare al corso di questo processo, ma i dati disponibili per questo sono ancora troppo pochi:le foto satellitari dettagliate risalgono solo a quarant'anni fa". per farli corrispondere meglio alla realtà. "Inoltre, è necessaria una maggiore conoscenza delle fasi esatte del processo di desertificazione, al fine di prevenire in definitiva la diffusione dei deserti in tutto il mondo".