学术科研

当前位置: 首页 - 校园动态 - 学术科研 - 正文

兰大研究团队10年野外实验揭示:评估气候变化对高寒草地的影响必须综合多方诉求

来源:草地农业科技学院 2026-08-10 浏览:

草地不仅承担着牧草供给的基础功能,更在维持生物多样性、土壤碳固存及气候调节等方面发挥着不可替代的生态系统服务作用。草地能否协同发挥这些功能,即“生态系统服务-多功能性”,已成为衡量草地生态健康与管理成效的核心指标。

然而,现有研究在评估生态系统服务-多功能性时,常采用“等权重”模型,即假定牧草生产、生物多样性与碳储量等具有同等重要性。这种处理方式掩盖了不同利益相关者的诉求差异:牧民聚焦于牧草的产量与品质,环保机构侧重于多样性与生态完整性,而气候减缓部门则优先考量碳汇能力。受此局限,气候变化对草地生态系统的综合影响往往难以被精准量化,导致我们无法从多元主体的实际需求出发,科学判定草地究竟是“受益”还是“受损”。

近日,兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室、草地农业科技学院贺金生、井新团队围绕这一问题取得新进展。研究成果以“Stakeholder priorities dominate the evaluation of climate change impacts on ecosystem-service multifunctionality”为题,于8月7日在线发表于《中国科学:生命科学》(英文版)(SCIENCE CHINA Life Sciences)。

该研究首次将利益相关者对生态系统服务的优先需求,与青藏高原高寒草地长达10年的野外气候变化控制实验相结合。研究表明,气候变化对草地生态系统服务-多功能性的影响评价,很大程度上取决于“谁在评价、最看重什么服务”:同样的生态变化,在不同利益相关者眼中,可能意味着截然不同的结果(图1)。

图1:气候变化对高寒草地生态系统服务-多功能性影响的综合评估框架。气候变暖和降水改变可通过影响植物群落组成、土壤性质等生物物理过程,改变牧草生产、生物多样性和碳固存等生态系统服务的供给潜力;不同利益相关者则根据各自的需求,对同一生态变化作出不同的生态系统服务-多功能性评价。

研究团队依托青藏高原高寒草地持续10年的原位气候变化控制实验,系统检验了增温和降水改变对草地生态系统服务-多功能性的长期影响。实验设置了2个温度水平(增温、对照)与3个降水水平(干旱、自然降水、增雨),共计6种处理组合,并分别在实验早期(第1—2年)、中期(第4—6年)和后期(第10年)开展观测和评估。

研究人员测定了牧草产量、牧草品质、植物物种丰富度、土壤碳储量和二氧化碳减缓能力5项关键生态系统服务。其中,牧草产量和品质反映草地的生产供给能力,植物物种丰富度反映生物多样性保护水平,土壤碳储量和二氧化碳减缓能力则反映草地的气候调节功能。

区别于以往仅根据生态指标进行评价的研究,团队还同步开展了社会问卷调查,量化牧民、气候变化减缓部门、生物多样性保护机构和环保机构对上述5项服务的优先权重。随后,研究人员将利益相关者的服务偏好与野外实验获得的生态系统服务实测数据相结合,构建了面向不同利益群体的生态系统服务-多功能性评价体系(图2)。

图2:四类利益相关群体对高寒草地生态系统服务的权重分配。桑基图显示,牧民将约96%的权重赋予牧草产量和牧草品质;生物多样性保护机构和环境保护机构分别将约59%和73%的权重集中于植物物种丰富度;气候变化减缓部门则将约60%的权重赋予土壤碳储量。排序分析进一步证实牧民的偏好模式与其他群体差异最为显著。

研究发现,同样的气候变化情景,站在不同群体的立场上,竟会得出不同的结论(图3)。在部分增温与降水处理组合下,以牧草服务为重点的牧民所评价的草地生态系统服务-多功能性保持稳定,甚至有所提升;但以生物多样性为重点的环境保护机构和生物多样性保护机构所评价的生态系统服务-多功能性,则随增温而显著下降,且在干旱条件下负面影响更为强烈。

对于重视碳储量的气候变化减缓部门而言,增温同样对其所关注的生态系统服务-多功能性产生不利影响。若沿用传统的等权重方法进行评价,草地生态系统服务-多功能性整体也随增温下降,且这种负效应在实验后期,即第10年时更为明显,表明气候变化对草地服务的影响可能具有累计效应。

图3:不同利益相关群体视角下,高寒草地生态系统服务-多功能性对增温、降水改变和实验持续时间的响应。五个分图分别展示牧民、生物多样性保护机构、气候变化减缓部门、环境保护机构及等权重评价情景下,生态系统服务-多功能性对气候变化的响应方向和显著性。结果表明,增温和降水变化的影响会因不同群体的服务优先序而呈现明显差异。

该研究表明,气候变化会改变草地生态系统服务的实际供给,而利益相关者的优先需求则是将这些生态变化转化为社会评价结果的重要“透镜”。因此,气候变化影响不能仅用一个统一的“草地变好或变差”指标加以概括,而应充分考虑不同群体对草地服务的差异化需求。

这一发现对青藏高原草地适应性管理具有重要启示。未来草地管理不宜采取“一刀切”策略,而应统筹牧民生计、生物多样性保护和碳汇提升等多重目标,探索基于区域功能分区、生态补偿和多方参与协商的差异化管理路径。在生物多样性保护优先区域,可通过严格保护与生态补偿相结合的方式减轻牧民生计压力;在生产功能较高的区域,则可通过适度放牧和科学管理提升牧草供给能力,实现生态保护与草牧业的协同发展。

研究团队同时指出,本研究以青藏高原高寒草地为案例,利益相关者问卷样本规模和纳入的生态系统服务类型仍有限。未来仍需在更大空间尺度、更多社会群体和更丰富的生态系统服务维度上开展研究,以进一步提升气候变化影响评估及草地管理决策的科学性和适用性。

兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室、草地农业科技学院井新为第一作者和共同通讯作者,贺金生为共同通讯作者。兰州大学汪浩、李昱、南志标,北京大学徐炜、范晓敏、马志远,佐治亚理工学院蒋林,卑尔根大学Peter Manning,密歇根大学Nathan Sanders,苏黎世大学Bernhard Schmid,清华大学杨云锋,中国科学院西北高原生物研究所张振华为共同作者。本研究工作受到国家自然科学基金(32130065, 32192461, 32573601)、科技部重点研发(2022YFF0801902)、甘肃省科技重大项目(23ZDNA009)、中国科学院创新交叉团队(xbzg-zdsys-202203)及苏黎世大学“气候变化与生物多样性”优先研究项目的资助。

论文链接:https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-025-3254-5

编辑:陈鸿宇
  • 标题:

    学校召开校企深度融合暨自然科学类科研工作例会

  • 联系方式:
  • 错误内容:
  • 修正建议: