著名期刊Nature Communication 发表重要文章

  • 姜珊
  • Published: 2023-10-14
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NC最新成果:河海大学朱求安与中国科学院大学王艳芬研究团队为青藏高原可持续性放牧红线的划定奠定科学基础

青藏高原面积约250万平方公里,有近60%面积被高寒草地所覆盖,具有重要的生态与生产功能,也是我国重要生态安全屏障区和全球生物多样性保护热点区域。近四十年来,青藏高原高寒草地受气候变化和放牧等人类活动的双重影响,发生了巨大变化,局部发生退化,直接影响到区域生态效益与农牧民生计。因此,在青藏高原区域尺度上评估高寒草地的放牧强度及阈值,为气候变化下的可持续放牧划定强度红线是实现草地保护与高质量发展的基础。已有大量学者在青藏高原开展了定点实验,在局地尺度评估放牧对青藏高原草地生态系统的影响。然而,区域尺度上长时间序列放牧强度的评估、气候变化与放牧耦合下草地退化状态的识别与预警尚缺乏深入认识。

  河海大学朱求安教授、中国科学院大学王艳芬教授与中国科学院成都生物研究所陈槐研究员等,建立了一个适用于青藏高原草地放牧框架模块,并将其整合到陆地生态系统过程模型中;通过该模型的情景模拟,同时考虑气候变化和不同放牧强度条件,估算了导致青藏高原草地极端退化的潜在放牧强度阈值,并应用该阈值识别及预警受退化威胁的草地区域。

  论文的主要结论包括:

  1) 基于青藏高原高寒草地的净初级生产力估算了引发草地极端退化的潜在放牧强度阈值。虽然目前约80%的草地实际放牧强度低于该极端阈值,但是多数区域的放牧强度已超过极端阈值的一半,意味着一定的退化风险。

图1 青藏高原草地潜在放牧强度阈值空间分布及其与实际放牧强度的差异

  2) 模型估算表明,气候变化对草地生产力产生积极效应。然而,仅在实际放牧强度低于阈值放牧强度的区域,气候变暖和CO2施肥的积极效应才能实质抵消放牧对草地生产力的负向影响。

  3) 平衡放牧需求和气候变化的积极效应,研究团队提出实际放牧强度应不超过极端放牧强度阈值的60%(区间:50%-70%),建议降低当前过度放牧区的放牧强度,部分地区(尤其是青藏高原西北地区)采取禁牧措施。

图2 青藏高原草地实际放牧强度与阈值放牧强度之间比率的面积占比分布

  该成果突显了青藏高原高寒草地的脆弱性,提出的放牧强度阈值为划定可持续性放牧的红线奠定了科学基础。该成果近期发表在《Nature Communications》,河海大学朱求安教授,中国科学院大学王艳芬教授为该文章通讯作者。中国科学院成都生物研究所陈槐研究员为共同第一作者。合作者包括加拿大魁北克大学蒙特利尔分校彭长辉教授,美国地质调查局刘金勋研究员,中国科学院青藏高原研究所朴世龙院士、汪诗平研究员,北京大学贺金生教授,中国科学院西北高原生物研究所赵新全研究员、杨其恩研究员,以及河海大学任立良教授、方秀琴教授、金佳鑫教授等。该研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0304),重点研发计划(2016YFC0501804)等项目的支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-42099-4