作者:王晨绯 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/3 9:25:07
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记中科院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室
生态恢复,我们有着相同的梦想

 

■本报记者 王晨绯

生态系统退化,已经不再是一个远离我们的“学术名词”——日益严重的森林退化、荒漠化、海洋生态恶化等,在造成巨大经济损失的同时,已经严重威胁到我们每一个人的生活环境。

“保护现有自然生态系统,综合整治和修复已退化生态系统,构建和维持可持续发展生态系统,已成为全球性迫切需要解决的重大问题。因此,只有对受损生态系统进行健康评估并进行生态恢复和优化管理,才能实现生态系统可持续发展的最终目标。”华南植物园研究员傅声雷这样告诉《中国科学报》记者。

傅声雷是中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室主任。我国华南地区因为经济活动频繁,自然生态系统遭受人类活动的剧烈干扰,造成了严重的生态系统退化。作为地处华南的“国家队”,他所在的实验室正致力于为华南地区退化的生态系统健康诊断和治理。

研究力量雄厚

生态恢复作为一种思想,最早由Leppold于1935 年提出。之后,随着恢复生态学的迅速发展,已与生物多样性、全球变化并列为生态学领域的三大研究热点之一,并成为上世纪90年代西方国家生态学领域的十大基础研究方向之一。

据介绍,华南植物园在创建国际一流科学植物园的同时,开展基础性、前瞻性和战略性科学研究,根据学科发展与国家需求,华南植物园设置了6大领域:全球变化与生态系统服务功能领域、环境退化与生态系统恢复领域、植物系统与进化生物学领域、生物多样性保护与可持续利用领域、农业及食品质量安全与植物化学资源领域、植物种质创新与基因发掘利用领域。

植被恢复与生态系统管理重点实验室由6大领域中的前两大领域研究团队组成,集中了华南植物园在恢复生态学、生态系统生态学、植物生理生态学、景观生态学、土壤生态学、生态工程学、环境化学等方面的研究力量,体现了华南植物园在恢复生态学领域的长期积累和学科优势。

“我们实验室的特色在于立足华南植物园恢复生态学研究的雄厚优势和中国科学院国家植物园创新体系建设,重点围绕我国热带亚热带地区的各类生态环境开展生态系统结构、功能与过程,生态系统退化机理与健康评价,退化生态系统植被恢复技术集成与模式优化的整合研究。”傅声雷告诉记者。

据他介绍,经过多年建设,目前实验室研究力量雄厚,共有研究人员67人,包括研究员19人。

实践生态恢复理想

傅声雷介绍,实验室的研究方向主要有三个。一是生态系统结构、功能与过程研究。科研人员通过实地考察和野外模拟控制实验,以鼎湖山自然保护区保存完好的常绿阔叶林作为参照系统,研究全球环境变化背景下森林生态系统关键物质循环过程的演变规律,探讨各生态因子变化对生物的影响,阐明健康生态系统内部物种生存和维持机理以及环境变化下各生物类群的反应与反馈特征。

第二个方向是生态系统退化机理与健康评价。该方向主要针对华南地区各类脆弱或退化生态系统的生态及环境问题,在进行生态系统类型及退化程度分类的基础上研究其退化机理,阐明各类生态系统的生态阈值和面临的健康风险,克服其恢复过程中的物理障碍及生物障碍,提出生态系统健康评价的指示指标体系。

第三个方向侧重于应用,即退化生态系统植被恢复技术集成与模式优化。通过对不同生态系统退化机理和恢复过程研究,筛选优良适生植物物种,构建多种物种配置模式,开发新型农林复合系统、城市景观生态林和海岸带多功能防护林示范类型。在此基础上建立生态系统适应性管理的评价体系,拟定实施对策和方案,为区域社会、经济和生态的可持续发展作出贡献。

近年来,实验室将科研工作聚焦于科研前沿热点。

2012年,青年研究员刘菊秀和博士研究生黄文娟等利用大型开顶棚实验研究了大气二氧化碳浓度升高(700ppm)和氮沉降增加对5种植物的叶、茎和根的氮磷比的影响。结果发现二氧化碳浓度的增加有利于植物体氮磷比的降低;而氮沉降的增加,尤其在二氧化碳浓度升高的背景下,有利于降低固氮植物的氮磷比;对于非豆科植物,氮沉降的增加仅在实验的最后一年中降低了荷木的氮磷比;氮磷比的降低主要与植物体磷的增加有关。该结果表明在南亚热带地区二氧化碳浓度升高和氮沉降增加可以通过加大对磷的影响进而缓解植物体受磷的限制。相关研究结果已发表在国际学术期刊Global Change Biology。

时隔一年,傅声雷研究组也有一项有意思的发现。他们与美国佐治亚大学和美国环境保护署等单位合作,深入研究了蚯蚓对土壤碳固存的影响机制,建立了量化蚯蚓对土壤碳固存净效应的方法体系,发现虽然蚯蚓表面上通常会促进二氧化碳的排放,但最终却能明显促进土壤碳固存。该研究成果在Nature多学科研究期刊《自然—通讯》发表,并被选为亮点文章。

Leppold提出生态恢复的思想后,率先在美国麦迪逊的废弃地和威斯康星河沙滩以及海岸废弃地上进行生态恢复实验,在此基础上创建了威斯康星大学种植园景观。中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室的科学家们也怀揣着与Leppold相同的梦想,在中国的华南地区一步步实现着他们的理想。

《中国科学报》 (2015-08-03 第8版 平台)
 
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