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岷江源区林草交错带植物时空分布格局与驱动力研究取得系列进展
发表日期: 2022-02-24 作者: 石凝,王金牛 文章来源:
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 气候在植物的生长和繁殖中发挥着至关重要的作用,同时还支配着有关物种生存、发展和分布的因素。气候变化可能会从物种生活史、群落组成、植被格局和生态系统功能等方面影响生物多样性与生态系统服务,而高山林草交错带区域对于气候变化的响应尤为敏感。 

 为了探究气候变化对林草交错带植物时空分布格局与驱动力及其生态系统服务的影响,印度籍青年访问学者Niyati Naudiyal博士和石凝博士研究生在王金牛副研究员、吴宁研究员和吴彦研究员的共同指导下,与国内外相关科研人员合作,分别以高山林线建群物种冷杉(Abies)、云杉(Picea)、刺柏(Juniperus)和灌丛草甸物种红花绿绒蒿(Meconopsis punicea)为研究对象,通过最大熵(MaxEnt)模型预测评估现状及未来不同气候变化情景下的潜在分布,并讨论了相关生态系统功能与服务造成的影响。 

 研究结果表明,最湿月份的降水和温度季节性是决定岷江源区3种林线物种生境适宜性的关键环境变量。在当前气候情景下,冷杉(3234.2 km2)的适宜生境面积远高于云杉(2003.7 km2)和刺柏(1784.8 km2)。然而,在未来气候变化情景下的潜在适宜生境均出现了明显锐减,且平均分布海拔略有下降。鉴于未来气候情景下将出现的森林覆盖面积的减少,预期也会对维持生命的生态系统服务的供给(如水资源调节)产生严重损害。 

  1 气候变化对冷杉(Abies)、云杉(Picea)、刺柏(Juniperus)生境适宜性的影响 

 在前期对全球绿绒蒿属植物研究势态文献计量分析综述的基础上(石凝等. 草业科学, 2020),进一步对于国家野生二级保护植物、典型灌丛草甸物种红花绿绒蒿进行了模型模拟。结果表明土壤类型、最湿月份的降水、降水季节性和年温差是决定其分布的关键变量。在当前气候情景下,适宜生境相对分散,且高适宜生境主要集中在研究区北部。相较于当前气候情景,未来气候情景下的适宜生境范围出现了急剧下降,且高适宜性的地区受到的影响最为严重,同时其平均分布海拔会上移。在栖息地面临丧失,种群缩小的情况下,红花绿绒蒿的支持、供给和调节服务能力会下降。由于文化服务是基于个体对自然的感受,很大程度上是主观的。尽管气候变化造成的文化影响很难去界定,但还是应当注意引导其朝着改善和可持续的方向发展。 

  2 不同气候变化情景下红花绿绒蒿(M. punicea)的分布变化 

  3 国际重要性框架下红花绿绒蒿的生态系统服务变化综合评估 

 上述研究不仅为研究气候变化对亚高山主要森林树种和林草交错带物种的影响提供了坚实的基线信息,而且也为适应未来气候变化,制定合理的森林保护和生态系统服务管理的大尺度适应策略提供了科学依据。 

 上述研究以“Potential distribution of Abies, Picea, and Juniperus species in the sub-alpine forest of Minjiang headwater region under current and future climate scenarios and its implications on ecosystem services supply”为题发表于Ecological IndicatorsIF=4.958;以“Assessing the impact of climate change on potential distribution of Meconopsis punicea and its influence on ecosystem services supply in the southeastern margin of Qinghai-Tibet Plateau”为题发表于Frontiers in Plant ScienceIF=5.753)。本研究得到中国科技部中国科学技术交流中心国际杰青计划科学家项目(Indian-18-008),国家自然科学基金(31971436; 41661144045)和中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室项目(SKLCS-OP-2018-07)支持。 

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