近日,我校土地工程学院硕士研究生涂又在导师王晓峰教授的指导下,于生态水文领域国际权威期刊《Agricultural and Forest Meteorology》(中科院1区Top,IF=5.6)上发表题为“Atmospheric water demand dominates terrestrial ecosystem productivity in China”的重要研究成果,揭示了饱和水气压差对我国陆地生态系统生产力变化的显著影响,为理解我国陆地生态系统生产力的调控机制提供了新视角。
论文第一署名单位为长安大学土地工程学院,2021级硕士研究生涂又为第一作者,王晓峰教授为第一通讯作者,中科院生态中心冯晓明研究员为共同通讯作者,中科院生态中心傅伯杰院士等为论文合作者。该研究由国家自然科学基金项目(72349002)、中国科学院战略性先导科技专项(A类)(XDA2002040201)和长安大学中央高校基本科研业务费专项基金(chd300102352201)共同资助。
原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168192324002661
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研究价值与意义
植被生产力作为陆地生态系统碳封存的关键生态过程,其受土壤水分(SM)和饱和水气压差(VPD)的影响在全球范围内尚存争议。本研究基于卫星遥感与地面观测数据,运用太阳诱导叶绿素荧光(SIF)作为植被总初级生产力的关键指标,对中国陆地生态系统植被生产力的动态变化及其趋势进行了深入评估。基于分箱解耦方法,量化了SM和VPD对生态系统生产力的贡献,并采用限制立方样条建立约束线,研究植被生产潜力对VPD和SM响应的阈值。研究表明,在未来构建陆地生态系统模型以预测碳吸收变化时,应充分考虑SM与VPD的交互作用,这对于区域尺度上准确揭示植被生产力长期反馈机制具有重要意义。
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研究难点及亮点
研究难点:分解了SM和VPD的耦合效应,定量评估两者影响陆地生态系统植被生产力的强度和效应范围,进一步确定其阈值特征。
研究亮点:揭示了SM和VPD由陆地-大气相互作用表现出的强烈耦合,证实了VPD对植被生产力的影响比SM更强且范围更广泛,且高VPD在促进植被生产力方面优于高SM。
研究结论:在中国陆地生态系统中,VPD对植被生产力的影响大于SM,其影响效应分别约为84%和16%。在SM和VPD独立影响下,SIF变化平均值分别为0.034 mWm−2nm−1sr−1和0.130 mWm−2nm−1sr−1,表明SIF对VPD更敏感。SM和VPD对生态系统生产的影响在不同干旱梯度下有所不同,其中VPD对森林生态系统生产有积极效应。然而,在植被覆盖率低的生态系统中,SM和VPD对植被生产力的影响仍然很难解耦。进一步研究发现,陆地生态系统生产力的最大潜力随VPD增加而增加,在约1.275 ± 0.068 kPa的VPD时达到阈值,随后最大生产潜力下降。本研究证实,与SM相比,VPD对中国生态系统生产的长期趋势和短期变异性具有更强和更广泛的影响。
长安大学土地工程学院2021级地理学硕士研究生,研究方向为陆地生态系统水碳循环,在校期间获国家级学术会议优秀报告、长安大学一等奖学金、长安大学优秀研究生、长安大学优秀毕业生、长安大学优秀硕士学位论文等多项荣誉和奖励,将于2024年9月在西安交通大学攻读博士学位,近3年来在《Agricultural and Forest Meteorology》、《Journal of Hydrology: Regional Studies》和《农业工程学报》发表学术论文3篇,以合作者身份在《AMBIO》、《Ecological Indicators》和《Ecological Engineering》等知名期刊发表学术论文9篇。
王晓峰,教授、博士生导师,陕西省中青年科技领军人才,现任土地工程学院副院长,兼任中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会委员、中国生态学会区域生态专业委员会理事、国际景观生态学会中国分会(LALE-China)理事、中国地理信息产业协会空间大数据技术与应用工作委员会委员、《地球科学与资源环境》副主编、陕西省地理学会副理事长等。长安大学信息地理学科带头人和地理信息科学国家一流本科专业建设点负责人。坚持立德树人,长期扎根教学科研一线,从事地理信息空间建模与分析等教学科研工作。先后主持和参加环境保护部“全国生态环境十年(2000-2010年)变化遥感调查与评估”国家生态屏障区生态系统评估专项、十三五国家重点研发计划项目“‘两屏三带’生态系统服务格局优化”子课题、青藏高原第二次综合科学考察“青藏高原生态安全屏障功能优化体系研究”子课题、国家自然基金秦岭专项“秦岭生态屏障格局与服务功能优化”等科研任务。
在王晓峰教授的指导下,研究团队围绕“格局-过程-服务-可持续”的学科主线,在对地观测、生态系统服务与生态安全、生态系统服务权衡与协同、生态屏障优化等方面开展了大量的系统性研究,发展了区域生态系统遥感监测与分析方法,阐明了国家生态屏障区生态系统演变及驱动机制;辨识和构建了生态屏障骨架结构系统,构建了山地-河流-生物多样性为一体的生态屏障体系,提出了生态屏障优化方案。
团队成员赴秦岭考察
团队成员赴青藏考察
王晓峰教授注重将治学精神和道德品行融入到学生的人格养成。团队立足地理学,在多年的研究生培养中,以社会责任和学术道德规范为约束,以科研创新为驱动,深入开展了一系列研究生教育教学改革实践,构建了良好的科研育人环境和高效互动的师生关系,形成了以“导学一体化协同发展”的研究生培养模式。基于学生个体差异,在学科培养基础上制定不同培养细则和指导方案,形成了“因材施教”的研究生培养导学方案。具体实施以组会交流和面对面指导为主,精准识别和解决研究生培养过程中所面临的科研问题,注重培养学生独立解决科学难题的能力,综合提升了在校研究生的专业技能、创新思维、创新能力、学术水平与科研素养。
近年指导的研究生,以第一作者身份在《Journal of Hydrology: Regional Studies》《Ecological Indicators》《Journal of Geographical Sciences》《Ambio》《Hydrology and Earth System Sciences》《Advances in water resources》《Landscape Ecology》《Environmental Science & Technology》《Chinese Geographical Science》《生态学报》《地理研究》等国内外高水平期刊发表了系列研究成果。近10年,指导的研究生中2人先后获得优秀学生干部,10人次获得国家奖学金,17人获得优秀毕业生,18名研究生选择在中科院研究所等相关院所、西安交通大学、兰州大学、西北农林科技大学等高校继续攻读博士学位。
团队成员与导师毕业照
王晓峰教授注重培养学科交叉融合、互相支撑的团队合作氛围和协作精神,以促进团队的可持续发展。团队每年为成员提供学术会议交流、学术成果分享和野外科学考察等多方面的学习和锻炼机会,增强团队凝聚力,让每一位成员感受到和谐的氛围,热爱科研,理解科研事业对生态环境保护的意义。
团队参加学术交流会议
团队组会交流
信任和沟通是团队合作进步的基石。在王晓峰教授的带领下,团队发挥集体智慧,持续攻克科研难题,逐步塑造出一个充满活力、高效协作的团队。在生活中,王晓峰教授也非常关心学生的全面成长,定期与学生沟通,关注他们的思想状况,鼓励他们在关爱中不断成长和进步。
团队生活合照
来源 / 长安大学
编辑 / 孙婷
初审 / 尹丽娟
终审 / 杨杨