Sanddyner, som många ekosystem, har mer än en komfortzon. Variationer i fukt, framförallt, kan flytta dem från aktiva, blåser vågor av torr sand till rullande högar med jord som hålls nere av gräs och låga buskar.

Men dessa förändringar är inte alltid smidiga och enhetliga, och ny forskning om sanddyner i Kina beskriver hur även granndyner länge kan förbli i olika och till synes motstridiga stater - förvirrar bedömningen av stabiliseringsinsatser och döljer effekterna av klimatförändringar.

I mer än 15 år har University of Wisconsin-Madison professor i geografi Joe Mason och forskare vid Nanjing University, Kina, har arbetat med att datera lager av sand och jord på sanddyner över mer än 1, 000 kilometer i norra Kina. De jämförde sina resultat med register över temperatur och nederbörd. Arbeta med ekologer som har studerat andra ekosystem i torrland, de publicerade sin analys av 144 studieplatser idag i tidskriften Vetenskapliga framsteg .

"På varje plats kan vi rekonstruera tider då sanddynerna var aktiva och bara på den platsen och när de var vegetationsstabiliserade, "säger Mason." Vi kan visa att det fanns denna typ av lapptäcke av aktiv och stabil sand som gick tillbaka under de senaste 12, 000 år. "

I början av den tidsperioden, Mu Us, Otindag, och Horqin -sanddynerna var nästan likformigt nakna sand, men under cirka fem årtusenden ökade regionens årliga nederbörd med nästan hälften. Vid cirka 6, För 000 år sedan, nästan alla dynfält var heltäckningsmatta - och skyddade från vind -erosion - av växter.

Under de senaste 6, 000 år, uppskattad nederbörd har sjunkit tillbaka till årliga hastigheter liknande de från 12, För 000 år sedan, och alla utom cirka 35 procent av sanddynerna har återvänt till sandiga stater. Men förändringarna har varit allt annat än enhetliga.

"Det förändras över tiden i andelen aktiva, sandiga platser, men inte ett rumsligt mönster inom dynfälten som vi kan relatera till klimatet, "Säger Mason." Om det fanns en enda tröskel, eller bara en gradvis övergång från en stat till en annan, vi förväntar oss att hela dynfältet rör sig ganska snabbt från en stat till en annan och tillbaka när klimatet förändras. Istället ser vi att varje lokal webbplats gör sina egna saker när det gäller att växla från aktiv till stabil. "

Att byta bar, aktiv sanddyn till en stabiliserad av gräs och buskar kräver mer fukt än den växlade dynen behöver för att behålla det stabiliserade tillståndet. Liknande, det krävs en kraftigare torr chock för att ta bort vegetation och förvandla en sanddyn till aktiv sand än vad som krävs för att den inte ska växa igen.

"Det finns återkopplingar som tenderar att hålla systemet i ett visst tillstånd, "säger Mason, vars arbete finansierades av U.S.National Science Foundation. "Till exempel, en aktiv, sanddyn är en extra svår plats för ett frö att bosätta sig och gro och sprida. Och när damm faller ur luften på en vegetationsstabiliserad sanddyn, det fastnar under växterna och hjälper till att hålla mer fukt och hålla plantorna på plats. "

I kombination med dessa återkopplingar, lokala faktorer - skillnader i sandkornens storlek, höjd över vattennivån, en mänsklig störning eller särskilt stark vind - kan vara tillräckligt kraftfull i lokal skala för att hålla en grupp sanddyner i ett stabilt tillstånd medan alla grannar vänder.

"Nederbörden är vanligtvis ojämn och mycket spatialt varierande, särskilt i en torr region som denna, "Mason säger." Så, en stor regnskur kan tillåta en lapp som var under den stormen att överleva under en kort torrperiod som utlöser en övergång till sandaktivitet i många andra fläckar runt den. "

Även om regionen är glesbefolkad, den kinesiska regeringen har investerat sedan 1970 -talet i projekt som är avsedda att stabilisera sanddynerna. Spretiga galler av växter eller pinnar som stickas i marken är avsedda att hålla sand som blåser från att svälja motorvägar, ranchland och tågspår.

"Du kan ändra miljöförhållandena även medvetet med dessa massiva dynstabiliseringsprogram, och du får fortfarande inte ett enhetligt svar i dynfältet eftersom varje lokal patch kommer att svara vid en annan tidpunkt, "Mason säger." Så det kan se ut som ett misslyckande i program för stabilisering av sanddyner. "

Patchy förändringar kan också dölja de förväntade effekterna av snabba klimatförändringar.

"I dag, du kan hävda att sanddynerna är mer stabila än de borde vara i förhållande till var de var 12, 000 år sedan när den uppskattade nederbörden faktiskt var något högre, "Mason säger." Dels för att klimatförändringarna också sänker vindhastigheterna i denna region, det finns områden som inte har träffat den vändpunkten för att bli aktiva, sanddyner kan vi förvänta oss. "