• •
Siyuan Gao1, Yifan Gao2, Huimin Zhou1, Chunyan Lu1, Xinxin Wang1, Ying Chen1, Hao Wang3, Chengcheng Dong4, Huiying Liu1
1Tiantong National Station for Forest Ecosystem Research, The Shanghai Key Lab for Urban Ecological Processes and Eco-Restoration, Institute of Eco-Chongming (IEC), Zhejiang Zhoushan Island Ecosystem Observation and Research Station, School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China
2The University of Tokyo Forests, Graduate School of Agriculture and Life Sciences, The University of Tokyo, Tokyo 113-8657, Japan
3State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Ecology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
4School of Urban Planning and Design, Shenzhen Graduate School, Peking University, Shenzhen 518055, China
*Corresponding author. E-mail: hyliu@des.ecnu.edu.cn
摘要: 联合国将 2021–2030 年定为 “生态系统恢复十年”,以应对生态系统退化问题。气候变化与人类活动是导致该退化现象的主要驱动因素,并已对中国干旱区的土壤多功能性产生显著影响。然而,人类活动(特别是生态恢复政策)所产生的影响仍不明晰。本研究基于中国干旱区 841 项研究的 18189 条观测数据,评估了气候变化与人类活动对五项土壤功能的影响,并采用机器学习方法预测其未来变化趋势。结果表明,增温和降水改变对土壤多功能性的整体影响较小;相比之下,氮沉降通过增加土壤养分和生产能力使土壤多功能性提升13.4%。相较于气候变化,人类活动(尤其是生态恢复措施)对土壤多功能性的影响更为显著。例如,“退耕还林还草” 可使土壤气候调节功能提升32.2%。进一步分析表明,土壤多功能性对气候变化的响应主要受局地气候条件影响,而对人类活动的响应则多取决于恢复措施的持续时间。在可持续排放情景(SSP1-2.6)下对未来的预测结果显示,持续实施并长期维护的生态恢复工程,有望在中长期显著维持并提升土壤多功能性,这一效应在极端干旱区尤为突出。本研究揭示了在中国干旱区,人类活动对土壤多功能性的影响显著超过气候变化,从而为干旱区生态系统的恢复路径与可持续管理策略提供了关键科学依据。
中图分类号: