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成都生物所發現青藏高原草地植被驅動力發生變化
发表日期: 2021-07-26 作者: 熊勤犁 文章來源:
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 “世界屋脊”和“地球第三極” 青藏高原位于特提斯地區,自東向西橫跨9個自然帶,有高等植物13,000余種。這些複雜的自然帶與種類繁多的物種,使青藏高原成爲全球生物多樣性保護的36個熱點地區之一。青藏高原所擁有的草地生態系統是遏制土地沙化和土壤流失、水源涵養、碳固存、調節氣候的重要保障,是高原及周邊地區重要的生態屏障,對于維系我國生態安全異常重要。 

 青藏高原草地,包括高寒沼澤草地類、高山山地荒漠草地類、高山稀疏及墊狀草地類、高山草甸草地類、高山草原草地類、高山灌叢草甸草地類、亞高山疏林灌木草甸草地類和山地灌叢草地類等,有1.4億公頃,占高原總面積的53%左右。青藏高原草地有著豐富的生態鏈和自然資源,在人類社會與經濟活動有著重要的貢獻。但同時,青藏高原草地也是生態脆弱區和氣候變化敏感區。由于氣候變化與人爲幹擾雙重擾動疊加,該區域草地遭到嚴重破壞,這不僅喪失生物多樣性、減少自然資源,更影響到其生態系統服務功能。目前,人類擾動和氣候變化對大時空環境下青藏高原生態系統變化的驅動研究已成爲熱點。但究竟是氣候變化還是人爲擾動主導青藏高原草地的實質性變化這一問題尚未准確回答。 

 爲了防止和扭轉青藏高原草原退化,中國政府實施了一系列生態工程及政策,其中包括天然林保護工程、退耕還林還草工程、禁牧政策、三北”防護林體系工程、青海三江源生態保護和建設工程、長江中上遊防護林體系建設工程等。但是這些生態保護工程與政策對青藏高原草原生態系統的影響尚未得到系統評估。 

 綜上,目前青藏高原草地研究主要有以下三個問題困擾著學者和決策者:(1)長時間尺度下,青藏高原草地淨初級生産力(NPP)的空間分布和時序變化?(2)不同時空NPP變化趨勢的主要驅動力(氣候變化,保護政策或開發活動)是什麽?(3)青藏高原草地變化的指示指標是哪些?  

 为解决以上问题,中國科學院成都生物研究所生物多样性与生态系统服务领域地表过程与生态系统管理项目组熊勤犁、吉首大学肖洋副教授中山大學梁平漢教授等以青藏高原草地爲研究對象,系統的揭示1980–2015年青藏高原草地淨初級生産力(NPP)的空間分布和時序變化,使用趨勢分析和冗余分析來確定驅動指標(氣候變化和人類擾動)對NPP變化的貢獻。近35年來,青藏高原草地生産力呈現明顯改善趨勢(增加量1.08 g C/m2/年)。總草地面積的82.79%呈改善趨勢,其中大部分分布在高原中部地區,而高原的西北部地區則出現了退化的趨勢。植被生産力空間格局和分布變化複雜的主要原因是氣溫和降水變化不同步。這種空間的不同步所帶來的差異直接導致溫度和水供給量(包含降水和冰川融水)不能成爲該地區NPP變化趨勢的良好指標。此外,雖然降雨量和溫度的變化解釋了草地生産力變化的9.75%,但人爲幹預的影響更大(23.48%)。多數生態恢複工程對草原恢複産生了顯著的積極作用,防止或逆轉了高原草原退化。根據冗余分析,大型生態恢複工程的積極貢獻(減少人類活動負面影響)是整個研究區域草地生産力變化最重要的指示指標,其次是溫度(有利于植被生長和加速冰川融化)。 不同于青藏高原氣溫和濕度區域不協同差異性,生態恢複工程均呈現出“草地生産力增加的趨勢”,可作爲植被生産力變化的標志物。 

 20世紀70年代青藏高原第一次科學考察以來,已過去40余年。青藏高原的生態環境發生了翻天覆地的變化。圍繞青藏高原環境變化及其對植被生産力影響這一關鍵問題,考察研究包含生態工程在內的人類活動與氣候變化對青藏高原的草地NPP的影響具有重要的現實意義和戰略意義。本研究是三江源及其毗連區植被變化驅動力研究(http://www.cas.cn/syky/201910/t20191009_4719507.shtml)的延續,爲青藏高原第二次科學考察提供了在全球變化背景下植被生物量調查參考圖。研究證明青藏高原草地變化的主控因子正發生變化,由氣候變化主導變爲人類擾動主導,特別是大型生態治理和生態恢複工程主導。本研究爲 世界屋脊地球第三極地區的生態安全戰略和植被生産力管理提供參考 。相關研究成果得到國際同行認可,並獲Journal of Arid Land十大优秀論文奖。 

 該研究獲得科技部重點研發計劃“中國-克羅地亞生物多樣性和生態系統服務聯合研究”(2020YFE0203200),四川省重點研發項目(20ZDYF1629),中國科學院科研仪器设备研制项目(YJKYYQ20190064),中國科學院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室,生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室开放课题(kxysws1901), 和中國科學院青年創新促進會(2021372)支助。近日以“Trends in climate change and human interventions indicate grassland productivity on the Qinghai–Tibetan Plateau from 1980 to 2015”爲題發表于Ecological Indicators 

 原文鏈接 

 

  青藏高原草地主控因子轉變影像記錄(熊勤犁攝) 

 

  青藏高原草地生産力變更趨勢 

 

  人類擾動和氣候變化主控因子分解 


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