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气候变化和禁牧措施共同促进我国潜在荒漠化区域植被恢复

文章来源 :
2023-03-27 17:18
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2023年2月28日,“生态系统与生态安全”任务“荒漠生态系统及其生态效应”专题研究团队,在国际著名学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上发表了关于中国荒漠化防治的最新研究成果。中国科学院地理科学与资源研究所王训明研究员为论文第一作者,中国科学院青藏高原研究所陈发虎院士为论文通讯作者。

中国潜在荒漠化地区西起新疆、东至东北,总面积约120万平方公里,约有4800万人生活在这一区域,区域内超过60%的土地沿用传统畜牧和农业耕作生产方式。近20年来,该区域植被恢复主要是气候变化结果还是荒漠化防治措施起到主导作用,以及国家实行相关政策后对区域经济和可持续发展带来怎样影响等问题,尚缺少系统科学评估。

研究团队根据中国政府公布的相关数据,利用多期土地利用/土地覆盖遥感监测数据并结合统计模型与多源遥感数据分析等手段,评估了“退耕还林/还草”和草场禁牧等措施对我国潜在荒漠化地区生态环境(植被恢复)改善和农牧业生产的影响,并基于逐步多元线性回归模型,对多模式气候情景下我国潜在荒漠化区域生态环境变化进行了预测。

研究结果显示,过去20年来,气候变化和二氧化碳施肥效应对潜在荒漠化地区植被覆盖度增加的贡献达到87%,是植被恢复的主要因素。“退耕还林/还草”和禁牧等措施提高了草场和退耕农田的植被覆盖度,整体贡献占13%,尤其是在实施禁牧的部分区域(图1c);但在一些地区如塔克拉玛干沙漠周边、呼伦贝尔和浑善达克沙地等地区,由于植被的自然生长未能抵消农田退耕而导致的植被覆盖度下降、草场禁牧抑制草场地上生物量的持续积累以及围栏禁牧等方式导致草场放牧压力失衡等因素,相关政策的实施反而减缓了部分区域的植被恢复(图1a, c中红色区域)。


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图1 我国荒漠及潜在荒漠化地区“退耕还林/还草”(a, b)和禁牧(c, d)工程实施以来,对植被恢复的空间分布(a,c,蓝色为促进植被恢复)及其贡献(b,d,其x轴对应于(a)和(c)中贡献率的数值分布)

相较于气候变化和二氧化碳施肥效应所带来的普遍植被恢复,草场禁牧措施确实对部分区域(如毛乌素沙地、浑善达克沙地,图1c中蓝色区域)植被恢复起到较大作用,对全部潜在荒漠化区的植被覆盖增加贡献为13.40%(图1d);相对于草场禁牧措施,由于“退耕还林/还草”区域主要位于干旱区,退耕后降水匮乏不足以改善自然植被生长,而且大多缺少人工管理,反而造成原有耕地裸露,植被覆盖度平均处于下降状态(图1a中红色区域)。

该研究还对“退耕还林/还草”和禁牧等两项荒漠化防治措施可能会导致的我国潜在荒漠化地区(干旱、半干旱区)粮食和肉类产量变化进行了评估,建议国家为荒漠化防治的巨大投入及所取得的效果进行第三方系统评估。此外,在全球持续变暖及不同共享社会经济路径和温室气体排放情景下,气候及二氧化碳浓度变化将进一步促使我国潜在荒漠化地区内约60%区域的植被覆盖度显著升高。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-36835-z