由维也纳复杂性科学中心制作
信用:Pixabay/CC0公共领域
水是有限的资源
因此，共同管理和优化水资源储备的有效方法对我们的现在和未来至关重要
但是如何建立一个平衡的系统呢？为了挑出相关的参数，一个国际科学家团队，包括来自维也纳(CSH)复杂性科学中心的斯特凡·瑟纳，将一种物理学方法应用于平衡系统:巴厘岛的百年水稻灌溉实践
根据他们刚刚发表在《物理评论快报》上的研究，在过去的一千年里，当前的平衡是自组织的，可能是由农民相互冲突的种植计划驱动的
平衡冲突的约束 几个世纪以来，巴厘岛的稻农不得不应对两个制约因素
一方面，灌溉稻田的水是有限的资源
“直觉上，人们会认为不同步的洪水会导致农民之间更公平的水分配，”CSH总统瑟纳解释说
然而，还需要控制水稻害虫，例如容易在田地间移动的昆虫
农民们从经验中了解到，害虫控制需要邻近稻田同步泛滥
这两种约束具有相反的效果
“遵循相同灌溉时间表的农业面积越大，同步灌溉周期产生的水分压力就越大，”研究指出
为了找出同步和非同步农业时间表的模式，科学家们分析了2002年至2015年巴厘岛几个水稻种植区的卫星图像
他们对四种特色种植模式——生长、收获、洪水或排水——中的哪一种在何时何地出现进行了分类
现在，他们找到了一种方法，将这些模式与巴厘岛农业的压力平衡联系起来
平衡公式 瑟纳说:“我们提出了一个公式，解释了水分胁迫和害虫胁迫之间的平衡是如何实现的，以及系统最终是如何达到平衡的。”
“如果以不同的方式应对压力，水稻种植区将与我们在现实中观察到的情况大不相同
" 根据复杂性科学家的说法，“这是不同状态之间极其尖锐的平衡，可以在物理学家称之为的临界点或相变点倾斜
" 20世纪70年代，看似永恒的平衡会以多快的速度失控变得显而易见
所谓的绿色革命让农民使用杀虫剂，在没有传统同步系统的情况下耕种稻田
该论文的第一作者、来自塞基巴黎大学的耶拉莉·甘迪卡说:“起初，收成增加了。”
“但在几年之内，农民报告称供水时间表混乱，害虫激增
“当地势较高的地区有太多的稻田同时被淹没时，梯田较低的农民会感到缺水
邻里之间的不和谐与日俱增，精心维护的巴厘岛社会和谐文化受到了干扰
只有当传统方法恢复时，平衡(大部分)才得以恢复
瑟纳总结道:“这看起来是一种非常理论化的方法，但它在其他耦合的人类-环境生态系统中可能有实用的一面:人们可以将容易观察到的环境模式与压力平衡联系起来，从而发现它们管理中的弱点。”
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