圖 現狀及未來變化情景下中國旱區最大允許放牧量與當前放牧水平的時空特征

在國家自然科學基金項目（批準號：41991235）等資助下，北京師范大學地理科學學部傅伯杰院士團隊與國外合作者在中國旱區生態系統閾值研究方面取得進展。研究成果以“干旱和放牧共同作用下的中國旱區生態系統閾值（Climate-driven ecological thresholds in China’s drylands modulated by grazing）”為題，于2023年7月31日在線發表于《自然·可持續性》（Nature Sustainability）期刊上，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41893-023-01187-5。

旱區占全球陸地面積的45%左右，是典型的生態脆弱區，在氣候變化和人類活動共同作用下面臨嚴峻的擴張及荒漠化風險。已有研究表明，干旱化促使旱區多種生態系統屬性發生系統性突變，而目前針對干旱和放牧復合壓力條件下的旱區生態系統的閾值特征尚未有科學定論。

傅伯杰院士團隊聯合全球干旱生態系統研究團隊，采用地圖插值和遙感信息、實地調查、文獻meta分析等數據資料和方法，構建了中國范圍內涵蓋20個旱區生態系統結構和功能屬性的干旱區數據集，分析了現狀及未來（至2100年）變暖情景下的中國旱區最大允許放牧量及其空間分布（圖）。結果表明，隨著干旱程度的增加，中國旱區植被生產力、土壤肥力和物種多樣性依次呈現非線性突變和下降。放牧強度與干旱程度多呈現協同關系，導致旱區生態系統的干旱閾值提前，使生態系統結構和功能更易發生非線性突變。干旱程度和最大允許放牧量呈負相關關系，干旱程度每增加0.01單位導致最大允許放牧量下降2.4%。目前，中國8.9%的旱區當前放牧強度高于最大允許放牧量，可優先考慮減小其放牧強度以維持生態系統穩定。然而，22.3%的旱區當前放牧強度低于最大允許放牧量，其放牧強度仍有增加的空間，但考慮到未來氣候變暖的影響，中國干旱區和極端干旱區存在面積擴張以及干旱程度增加的風險，在典型溫室氣體濃度路徑（RCPs）4.5（中等排放情景）和8.5（高排放情景）下，此類區域的面積占比將分別下降至19.7%和18.3%。該研究可深化對土地退化過程和機理的理解，豐富旱區生態系統閾值理論，同時為旱區應對氣候變化和荒漠化防治提供理論支撐。