2025-11-21 12:42:22
■本报记者 李晨 “如果未来干旱的连续时间及强度继续增长，生态体系可能会发生根个性改变。”北京林业年夜学草业与草原学院教授庾强于接管《中国科学报》采访时体现，“这一发现具备主要警示作用。” 10月17日，《科学》发表了庾强团队的一项主要结果。这支由中国科学家主导的国际团队研究发现，当干旱到达极端水平时，全世界草原及灌丛生态体系会从慢慢顺应转向生产力急速阑珊，并有可能致使不成逆的生态体系改变。 区域性试验引出更年夜科学问题 “实在这篇论文是上一篇于《天然》发表的研究的延续。”论文配合通信作者庾强说，故事要从2013年提及。其时，庾强另有于美国从事博士后研究，得悉博士后导师等人正于美国设置装备部署草原干旱不雅测点，感受这项研究有相助空间。在是，他及自己的博士生导师、中国科学院植物研究所研究员韩兴国相同，于中国也设置装备部署草原干旱不雅测点，并一路准备中美相助的草原研究项目。 庾强的建议很快获得了两边团队的认可。“咱们其时商量于中国及美国各选6个点举行干旱试验，对于比两国草原对于干旱的相应。”庾强回忆道，他于美国科罗拉多州立年夜学与Melinda Smith教授相助，决议配合倡议这个国际相助项目。 2014年，试验正式启动。中美两国科研职员于12个草原站点建设了同一的干旱模仿举措措施，连续4年不雅察草原生态体系对于干旱的相应。 论文配相助者、北京林业年夜学草业与草原学院讲师柯玉广告诉《中国科学报》，干旱模仿举措措施就是一种特制的遮雨棚。其接纳钢管支撑，顶部搭建弧形拱棚结构，上方笼罩透明的聚碳酸酯板，于允许阳光透过的同时，将降水偏导到试验区外，削减地表吸收到的降水量，从而模仿干旱。 结果使人惊奇，履历4年极端干旱后，中国草原的生产力遭到的影响愈来愈年夜，泛起出较着的干旱受损“累积效应”，即草原生产力逐年降落；而北美草原的生产力到了第3、第四年却再也不降落，甚至受影响水平削弱，体现出“顺应效应”。 “咱们发现北美草原的生物多样性提高了，以是有了很好的赔偿效应。而中国草原的生物多样性是降落的。”庾强注释道，“就像锻炼身体同样，不异强度的锻炼，有的人愈来愈强，有的人可能吃不用。差异区域的植物对于干旱‘锻炼’的蒙受能力差异。” 这一发现2025年发表在《天然》。但一个更弘大的问题随之而来——全世界规模内的草原及灌丛生态体系怎样相应干旱。 “关在干旱时长与强度怎样影响陆地生态体系，此前的研究多聚焦在特定区域，全世界性影响尚不明确。”论文配合通信作者Melinda Smith说，这使他们孕育发生了于全世界规模内对于这一问题作出体系性解答的设法。 建全世界收集探访干旱相应纪律 为了回覆这个全世界性问题，研究团队倡议了一个史无前例的国际相助项目——于全世界建设干旱联网试验站点。“咱们倡议全世界干旱联网试验的初衷是根究一个基本的科学问题——干旱强度实时间怎样配合影响全世界生态体系。”庾强夸大，“咱们彻底因此问题为导向，计划试验并倡议相助的。” 这个国际相助的降生彻底基在志愿原则，所有介入者都没有人为，纯粹出在科学兴致自觉加入。“咱们经由历程邮件接洽全世界偕行，约请他们加入项目。”庾强说，“使人欣喜的是，国际上的科学家踊跃相应，终极有靠近30个国家100多家单元的近200位科研职员介入进来。” 这个全世界性试验收集终极涵盖了全世界六年夜洲的100多个草原及灌丛生态体系。“咱们制订了具体的手册，包罗棚子怎么建、挖多深，用甚么质料隔水等。”庾强说，每一个站点都遵照同一的试验设计及要领尺度，确保了数据的可比性。 2016年末，庾强决议回国，并很快着手设置装备部署中国的试验站点。终极，他领导团队于内蒙古呼伦贝尔、锡林郭勒，西藏那曲等地建设了12个站点。 然而，研究历程并不是一路顺风。团队最早期望从地域漫衍上找到纪律，好比每一个洲是否有同一的相应模式。庾强回忆道，“结果没找到。现实上，一个洲内部区分也很是年夜。” 迁移转变点泛起于团队调整分析思绪后。当他们将站点按干旱水平而非地舆位置重新分组时，纪律终究浮出水面。“咱们将站点按干旱水平分组后，经由历程区别到达极端干旱及未到达极端干旱的站点，咱们才发现了清楚的模式。”庾强说。 要领论上的精进是另外一个要害突破。团队意想到，初期发表于《天然》上的中美对于比研究接纳了同一的极端干旱尺度（所有站点都削减66%的生长季降水），但于全世界尺度上，因为各地降水的汗青差异巨年夜，必须调整要领。 论文配相助者、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士后徐翀先容，于发表在《科学》的论文中，他们凭据当地百年降水数据，界说了基在统计学的极端干旱尺度（百年一遇或者更严峻的干旱）。这类同一的尺度使患上全世界数据具备可比性，解决了跨区域研究的焦点难题。 瞻望未来，这个全世界收集将继续拓展研究维度。团队计划摸索干旱后的恢复历程，并引入微生物、虫豸等新研究标的目的。“这个全世界收集是一个开放平台，咱们另有将研究干旱遗留效应、生物多样性互作等问题。”论文配合通信作者Timothy Ohlert体现，这类志愿协作模式已经经催生了5个新的国际相助项目，揭示了基础科学研究的恒久生命力。 极端干旱的警示与应答 颠末多年纪据网络及分析，研究团队患上出了使人警省的结论。 科研职员经由历程国际干旱联网试验，于笼罩全世界六年夜洲的74个草原及灌丛生态体系中接纳同一的干旱处置处罚试验模仿了连续3至4年的干旱，并利用一致的指标系统及测定要领。 “咱们发现生态体系于多年干旱中整体上体现出一定的‘顺应’能力，但当干旱到达极端水平，即百年一遇或者更严峻时，这类顺应性便不复存于。”Smith说，连续4年的极端干旱酿成的生态体系生产力丧失比第一年增长了2.5倍。这一结果象征着，如果未来干旱的连续时间及强度继续增长，生态体系可能会发生根个性改变。 庾强举了个生动的例子：“就像跑步，天天适度锻炼会让跑步能力愈来愈强。但若一天让你跑个不停，腿都抽筋了，第二天跑步能力就会降落。” 研究另有展现了生物多样性于应答干旱中的要害作用，提高生物多样性有助在增强生态体系对于干旱的反抗能力。该研究初次于全世界尺度上体系展现了干旱强度与连续时间的交互作用，突破了持久以来干旱生态学领域将两者自力考量的研究局限。 Smith夸大，这项研究破解了全世界天气变化研究中“强度更强、连续时间更长的干旱怎样驱动生态体系功效变化”的焦点科学难题。极端干旱会驱使生态体系从顺应状况转向瓦解状况这一发现具备示警作用，即极端干旱会压垮生态均衡，致使生态体系退化危害骤增。 《科学》论文审稿人说，这项研究“经由历程全世界联网试验量化这些瓜葛，为未来干旱严峻水平及连续时间的研究提供了基准”。 “咱们要警惕比年极端干旱可能引发的灾害性突变，提早调整生态应答战略。”庾强说，研究结果不仅有助在推测未来天气变化配景下陆地生态体系对于干旱的相应，另有为草原及灌丛生态体系顺应性治理、碳汇评估及干旱防灾等政策制订提供了科学依据。 这个全世界性试验收集仍于不停扩展，本年已经经生长到140多个站点。未来，该平台将继续为全世界科学家服务，资助人类更好地舆解及应答天气变化带来的挑战。 相干论文信息： https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads8144 《中国科学报》 (2025-10-17 第1版 要闻)
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