近日,中国农业科学院草原研究所研究员李飞和中国农业大学教授张英俊合作研究发现,2001到2022年间,中国草地地上生物量整体呈显著上升趋势,但增长主要来源于水平方向的生物量扩展,而垂直方向分配比例下降,导致全国57%的草地冠层高度呈下降趋势。相关研究成果发表于《自然—通讯》。
草地冠层高度是衡量草地生态系统结构特征和功能多样性的重要指标,直接影响草地资源利用效率及生态系统稳定性。然而,由于物种聚集导致的种间与种内结构复杂性,以及气候变化与放牧干扰的叠加影响,大尺度草地冠层高度的动态变化长期缺乏系统评估。
研究团队基于地上生物量水平与垂向分配关系,实现草地冠层高度空间制图与动态监测。研究结果表明,全国57%的草地冠层高度呈下降趋势。全国草地平均冠层高度为17.6±8.2厘米,整体年下降速率为0.04厘米每年,不同草地类型之间存在明显空间异质性,在北方草原地区下降尤为显著。
驱动机制分析表明,降水和二氧化碳浓度升高有助于提升生物量与覆盖度,而气温升高和放牧压力增强则显著抑制冠层高度增长,并在两者交互作用下加剧草地“矮小化”趋势。此外,冠层高度变化与物种丰富度及激光雷达反演的叶层高度多样性显著正相关,说明生物多样性下降可能削弱草地群落对气候变化与放牧扰动的抵抗力。
综合来看,尽管近年来草地呈现“增绿”与生物量增加趋势,但冠层高度下降揭示了草地群落结构正在发生重要转变。这种结构性变化可能增加放牧干扰强度,降低草地生态系统对气候极端事件的稳定性和韧性。该研究为中国草地结构演变机制解析及适应性放牧管理提供了重要的科学依据与数据支撑。
中国农业科学院草原研究所硕士已毕业研究生李华强(现澳大利亚塔斯马尼亚大学博士研究生)和中国农业科学院草原研究所博士研究生胡欣淼为论文共同第一作者,中国农业科学院草原研究所研究员李飞和中国农业大学教授张英俊为通讯作者。研究得到国家自然科学基金,中国高校科研基金和内蒙古自治区科技计划项目共用支持。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70275-9
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