《新疆生地所在New Phytologist发文综述了土地利用和气候变化下荒漠生态系统植物根系适应机制》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-06-27
  •   在生态环境保护和我们试图理解全球变化的影响时,荒漠生态系统往往容易被忽视。虽然当前对于多数生态系统植物与土壤养分累积已有较多的研究,但很少有研究从植物根系构型以及土壤养分累积视角,综合探讨荒漠生态系统对土地利用和气候变化的响应机制。因此,亟待一项关于环境变化、物种可行性和荒漠生态系统群落组成间相互作用的全面概述。

      针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站曾凡江研究员团队,深入探讨了土地利用和气候变化下荒漠生态系统植物根系适应机制及其对养分累积的影响。重点综述了这些影响如何因不同植物群落特征而变化,特别强调根系结构在其中所发挥的作用。

      受水分获取策略的驱动,荒漠植物往往具有不同的根系构型,这会影响植物生物量,总体碳和矿质养分的储量。气候变化会显著影响荒漠植物群落,如由干旱导致的地下水位变化既会影响浅根植物又会影响深根植物的生长。植被管理措施,如放牧会显著影响植物群落、土壤组成、根系微生物、生物量和养分储量。相较于深根植物,浅根植物极易受到气候变化和人类活动的影响。因此,为了保护荒漠生态系统,了解根系结构和深层土壤是至关重要的。实施战略性管理措施,如降低放牧强度、适度收获植被以及采用合理的施肥措施,均有助于保护植物与土壤系统。采用社会—生态联合途径进行植被恢复以增强碳和养分的保留,阻止荒漠化加剧,减少二氧化碳排放。这篇综述体现了研究植物地下生态学过程及其在塑造荒漠景观中的重要性,强调了对荒漠生态系统全面了解的迫切需要。

  • 原文来源:http://www.ebiotrade.com/newsf/2024-6/20240621065754046.htm
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    • IPCC发布《气候变化和土地利用特别报告》. 2019-08-23 13:18 来源: 中国环境报 编辑:南筏 .   全球升温、海洋变化、温室气体排放等,都曾作为政府间气候变化专门委员会(IPCC)特别报告讨论的主题。 近来IPCC将目光转向土地,发布了《气候变化和土地利用特别报告》(以下简称“报告”),聚焦气候变化与土地之间的互动关系和影响。报告指出,气候变化正在威胁粮食安全,加剧土地荒漠化、土壤退化,并呼吁各国以可持续发展的方式利用土地。   报告作者53%来自发展中国家   体现了各国、各区域土地的差异性  “各国政府迫切希望IPCC能对整个陆地气候系统进行一次全面的研究。因此,我们通过世界各地专家和政府的不懈努力完成了这个构想。值得一提的是,这是IPCC报告历史上第一次有53%的作者来自发展中国家。”IPCC主席Hoesung Lee表示。   记者查看了IPCC官网列出的报告作者名单,其中不乏来自塞内加尔、巴西、印度、摩洛哥、牙买加等国家的作者。并且,每个章节的内容几乎都至少有一名来自发展中国家的作者成为主要作者协调人。来自中国的3位科学家中的两位,分别成为“第二章:气候变化对土地的影响”和“第三章:土地退化”两部分的主要作者协调人。   发展中国家的参与将有助于将这些国家面临的问题和具体现状纳入到分析和测算中,体现了各国、各区域土地的差异性,既全面又客观。一些人认为这是一份仅给发展中国家的指南,这是有失偏颇的。”   “农业、林业和其他类型的土地利用‘贡献’了人类温室气体排放量的23%。与此同时,土地自然进程所吸收的二氧化碳相当于全球化石燃料和工业二氧化碳排放量的1/3。”在报告发布会上,IPCC第三工作组联合主席Jim Skea强调,土地在全球各地的气候系统中都起着十分重要的作用。   农业扩张已敲响土地退化的“警钟”   耕地扩张加剧水土流失   近日,“为亚马逊祈祷”的话题在社交网站上迅速传播,才让已燃烧了3周的巴西亚马逊雨林山火被公众知晓。不仅如此,巴西国家空间研究院表示,近8个月已检测到7万起火灾,创近6年来最高纪录。自8月15日以来,已发现9500起山火,目前已进入紧急状态。据悉,当地山火在旱季频发,其原因与气候变化或有较大关系。在北美,因极端天气引发的大规模山体滑坡和山洪爆发,每年造成超过200亿美元的经济损失。   土地、土地利用和土地管理是气候系统的重要组成部分也是此次报告中着重强调的议题。那么土地与气候如何相互影响?贾根锁对此做出了回答,“气候变化与土地之间的互动关系和影响非常复杂。例如,在不同的气候带,土地受到的影响就体现出差异性。在多数中低纬度地区,升温可能会对作物生长较为不利。但在一些高纬度地区,升温在作物的生长季会产生有利的影响,这都增加了问题的复杂性。即便存在不确定性,毋庸置疑的是,气候变化对土地系统造成了前所未有的新风险。因此,未来各国如何进行土地管理将越发重要,可持续土地管理将非常关键。”   参与报告的多位科学家指出,土地受到气候变化威胁同时,也承受着巨大的土地用途变化带来的压力,造成多种形式的土地退化。   农业是造成土地退化的主要原因。数据显示,在过去50年,需要灌溉的耕地面积增加了50%左右,使得很多地区淡水取水量增加,造成当地的气候系统变化。“耕地扩张也加剧了水土流失,特别是在撒哈拉以南的非洲、南美洲和东南亚地区。机械化农业系统的扩张是造成亚马逊地区毁林的主要原因,这也对当地土壤环境造成严重压力。” 贾根锁说。   气候变化对粮食系统影响不断加深   4亿-6亿人将营养不良?   “都说食用肉类的碳足迹比素食要高很多,在座各位专家都是素食主义者吗?”在报告发布会现场,一位记者对报告作者团队提出了这个犀利的问题。本次特别报告共计107位来自世界各国的科学家,答案自然是否定的。   关于这个问题,贾根锁告诉记者,“因为全球不同区域的饮食结构、历史和文化背景存在较大差异,地域特征造成的食材局限性会对不同地区选择膳食有所影响。就像我们国家,南北方的居民口味差别很大,美国东西海岸居民的口味也存在不小差异。所以,我们不是鼓励全世界居民在短时间内选择素食,只是希望我们的研究结果能给大家提供一个方向,阐述一个事实——素食的碳足迹的确低于肉食的碳足迹。”   “我们不想对人们的饮食指手画脚”,IPCC环境影响、适应和脆弱性工作组主席Hans-Otto Portner说,“如果一些发达国家的居民能够减少肉类消费,政府给予激励措施,这对气候和人类健康确实是有益的。”   “在评估应对气候变化对粮食系统的影响时,我们发现了一组数据。全球现有8.2亿人依然挨饿,要么没粮食,要么买不起。而另外20亿人则面临肥胖问题。事实上,全球范围的气候变化已经对粮食系统产生巨大影响。”贾根锁告诉记者。   报告指出,1981年-2009年,印度气候变暖造成农作物产量下降5.2%,澳大利亚却通过改善管理方式、增强技术,有效防止了农作物产量下降。粮食系统在全球分布的天平或因气候及土壤条件、资金、技术、机制等区域性差异,进一步倾斜。   “未来,气候变化对粮食安全的影响将越来越大,尤其是在热带地区,粮食产量下降会导致价格上涨、营养质量下降和供应链中断。”IPCC第三工作组联合主席Priyadarshi Shukla说。   IPCC的这份报告揭示的气候与土地现状并不乐观,但研究结果为各国政府提供了土地管理的思路。“希望通过此次报告,各国政府可以进一步探索可持续土地管理的概念和实践,通过多部门、多机构及多区域的协调,将有效性与协同性做到极致,在关注气候变化的同时,构建平衡、健康的生态系统。” 贾根锁说。
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    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-04-26
    •     由于荒漠生态系统恶劣的环境条件,植被恢复往往具有巨大的挑战性。采用种植本土物种来加速生态系统功能恢复是一种积极的植被恢复措施。为了确保这一过程的有效性,仔细挑选种植的物种至关重要。一般来说,人工种植林中,物种的多样性将导致更高生态系统功能的多样性,特别是当所选择的物种具有互补的生态位特征时将有助于最大程度地促进合作并减少资源竞争。然而,对于生长在极端干旱与养分贫瘠的塔克拉玛干沙漠南缘的典型荒漠植物间是否存在互补生态位,多物种联合栽培是否能够提供更高的生态功能还有待进一步研究。     针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站曾凡江研究员团队,对塔克拉玛干极端干旱荒漠地区两种具有明显形态生理差异的本土植物——豆科植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和盐生非豆科植物花花柴(Karelinia caspia)的种植方式进行了评价研究。     研究发现豆科植物骆驼刺与非豆科盐生植物花花柴既可各自形成单独群落,也可形成间作群落。单一栽培的豆科植物累积了最大的地上生物量。间作可改善表层土壤(0-50cm)的几种生态系统功能,特别是与土壤磷、碳、硫浓度有关的功能以及土壤酶活性。盐生植物单一栽培可增强表层土壤氮、磷、硫、碳和阳离子(K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、Co2+、Ni2+)浓度以及深层土壤(50-100cm)酶活性相关的生态功能。此外,盐生植物单一栽培还使植物生物量中Na+的积累最大化。综上所述,当主要目标是优化生物量积累时,我们推荐豆科植物单一栽培。相反,当目的是从土壤中提取Na+或增强深层土壤的生态系统功能时,盐生植物单一栽培是最优的选择。在不存在盐碱化风险的情况下,建议将这两个物种间作,以最大限度地发挥表层土壤的生态系统功能。在规划荒漠地区的恢复工作时,了解每个物种对生态系统功能的影响以及生态位互补的物种在间作时的表现是至关重要的。然而,这些相互作用可能是物种和生态系统特有的,因此需要更多的工作来优化不同干旱生态系统的解决方案。