氣候變化下青藏高原高寒草地退化放牧閾值
青藏高原面積約250萬平方公里，有近60%面積被高寒草地所覆蓋，具有重要的生態(tài)與生產(chǎn)功能，也是我國重要生態(tài)安全屏障區(qū)和全球生物多樣性保護(hù)熱點(diǎn)區(qū)域。近四十年來，青藏高原高寒草地受氣候變化和放牧等人類活動(dòng)的雙重影響，發(fā)生了巨大變化，局部發(fā)生退化，直接影響到區(qū)域生態(tài)效益與農(nóng)牧民生計(jì)。因此，在青藏高原區(qū)域尺度上評(píng)估高寒草地的放牧強(qiáng)度及閾值，為氣候變化下的可持續(xù)放牧劃定強(qiáng)度紅線是實(shí)現(xiàn)草地保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。已有大量學(xué)者在青藏高原開展了定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，在局地尺度評(píng)估放牧對(duì)青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)的影響。然而，區(qū)域尺度上長時(shí)間序列放牧強(qiáng)度的評(píng)估、氣候變化與放牧耦合下草地退化狀態(tài)的識(shí)別與預(yù)警尚缺乏深入認(rèn)識(shí)。
河海大學(xué)朱求安教授、中國科學(xué)院大學(xué)王艷芬教授與中國科學(xué)院成都生物所陳槐研究員等，建立了一個(gè)適用于青藏高原草地放牧框架模塊，并將其整合到陸地生態(tài)系統(tǒng)過程模型中；通過該模型的情景模擬，同時(shí)考慮氣候變化和不同放牧強(qiáng)度條件，估算了導(dǎo)致青藏高原草地極端退化的潛在放牧強(qiáng)度閾值，并應(yīng)用該閾值識(shí)別及預(yù)警受退化威脅的草地區(qū)域。
論文的主要結(jié)論包括：
1） 基于青藏高原高寒草地的凈初級(jí)生產(chǎn)力估算了引發(fā)草地極端退化的潛在放牧強(qiáng)度閾值。雖然目前約80%的草地實(shí)際放牧強(qiáng)度低于該極端閾值，但是多數(shù)區(qū)域的放牧強(qiáng)度已超過極端閾值的一半，意味著一定的退化風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 青藏高原草地潛在放牧強(qiáng)度閾值空間分布及其與實(shí)際放牧強(qiáng)度的差異。
2)模型估算表明，氣候變化對(duì)草地生產(chǎn)力產(chǎn)生積極效應(yīng)。然而，僅在實(shí)際放牧強(qiáng)度低于閾值放牧強(qiáng)度的區(qū)域，氣候變暖和CO2施肥的積極效應(yīng)才能實(shí)質(zhì)抵消放牧對(duì)草地生產(chǎn)力的負(fù)向影響。
3）平衡放牧需求和氣候變化的積極效應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)提出實(shí)際放牧強(qiáng)度應(yīng)不超過極端放牧強(qiáng)度閾值的60%（區(qū)間：50%-70%），建議降低當(dāng)前過度放牧區(qū)的放牧強(qiáng)度，部分地區(qū)（尤其是青藏高原西北地區(qū)）采取禁牧措施。
圖2 青藏高原草地實(shí)際放牧強(qiáng)度與閾值放牧強(qiáng)度之間比率的面積占比分布
該成果突顯了青藏高原高寒草地的脆弱性，提出的放牧強(qiáng)度閾值為劃定可持續(xù)性放牧的紅線奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。該成果近期發(fā)表在《Nature Communications》，河海大學(xué)朱求安教授，中國科學(xué)院大學(xué)王艷芬教授為該文章通訊作者。中國科學(xué)院成都生物所陳槐研究員為共同第一作者。合作者包括加拿大魁北克大學(xué)蒙特利爾分校彭長輝教授，美國地質(zhì)調(diào)查局劉金勛研究員，中國科學(xué)院青藏高原研究所樸世龍?jiān)菏俊⑼粼娖窖芯繂T，北京大學(xué)賀金生教授，中國科學(xué)院西北高原所趙新全研究員、楊其恩研究員，以及河海大學(xué)任立良教授、方秀琴教授、金佳鑫教授等。該研究得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目（2019QZKK0304），重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFC0501804）等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42099-4