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引用本文
DOI:10.16742/j.zgcdxb.20230191
吕鑫,李晓兵,张辰昊,等. 农牧交错区草地生物多样性研究进展:方法、挑战、不足与展望[J].中国草地学报,2024,46(5):120-131.
LYU Xin,LI Xiaobing,ZHANG Chenhao,et al.Research progress on grassland biodiversity in agro-pastoral ecotone: Methods, challenges, shortcomings, and prospects[J].Chinese Journal of Grassland,2024,46(5):120-131.
农牧交错区草地生物多样性研究进展:方法、挑战、不足与展望
吕 鑫1,2,李晓兵1,*,张辰昊1,党东良1,王 凯1,娄安如2
1.北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室/地理科学学部自然资源学院
2.北京师范大学生命科学学院
摘要 & 关键词
土地利用变化是生物多样性丧失的主要驱动因素,农牧交错区耕地-草地界面变化对草地生物多样性有显著影响,系统梳理相关研究进展,对于区域可持续发展至关重要。本文首先从空间尺度、研究层次、研究方法和应用决策4个角度对农牧交错区草地生物多样性研究进展进行了系统阐述,然后分析了当前农牧交错区草地生物多样性保护面临的挑战和机遇,最后就目前已有研究的局限性和未来的发展方向进行了探讨,以期有助于探索耕地粮食生产和草地生物多样性保护的双赢方案。
生物多样性;农牧交错区;耕地-草地界面;空天地一体化;研究进展
耕草界面(图片由作者提供)
农田撂荒(图片由作者提供)
不同土地利用类型之间的转换是土地利用变化的主要表现,往往对生物多样性产生重要影响。作为地球上分布面积最为广泛的陆地生态系统类型之一,草地生物多样性保护受到国内外学者的广泛关注。农牧交错区耕地和草地之间的转换往往十分频繁,使得草地生物多样性保护面临严峻挑战。农牧交错区并不特指某一区域,而是主要由耕地和草地两种类型土地形成的过渡带。“界面”一词形象地表达了“相邻生态系统的交错区”这一概念,常出现在农牧交错区的相关研究中。通过系统阐述农牧交错区草地生物多样性的研究进展,可为相关研究提供科学依据,并促进基础科学研究向区域现实决策的转化。
01 农牧交错区草地生物多样性研究进展
1.1 研究层次不断深入,正朝着多维度、多尺度、多营养级的方向发展
在空间尺度方面,目前农牧交错区草地生物多样性研究主要集中在局地尺度,鲜有区域尺度上的模拟或研究,跨尺度的集成研究十分缺乏。近年来,随着遥感对地观测系统的不断发展和完善,农牧交错区草地生物多样性研究迎来新的发展机遇。然而,由于遥感技术的局限性和区域生态系统的复杂性,区域草地生物多样性监测还存在多源平台集成不足、监测指标相对有限、方法不确定性偏高等诸多不足。
农牧交错区草地生物多样性的调查方法不同于传统的草地生物多样性研究,样点设置一般包括两种方式:(1)选择多对临近的耕地、草地地块,分别在其中布设样点;(2)沿耕地—草地界面交界线垂直等距布置数条样线,按照一定规则在样线上布设样点(图1)。
在理化分析方面,农牧交错区草地生物多样性研究与传统生物多样性研究无显著差别。植物多样性调查常用植被功能性状分析方法,而土壤微生物多样性研究通常包括土壤理化参数测定和土壤微生物多样性分析两部分。
农牧交错区草地生物多样性研究常使用ANOVA方差分析和多重比较等方法检验生物多样性是否存在显著差异,使用Pearson相关系数分析多样性指数间的关系。在土壤微生物多样性研究中还常使用稀释曲线、NMDS分析、ANOSIM分析、SIMPER分析等方法。
已有农牧交错区草地生物多样性研究以提出政策建议为主,将有关研究成果应用到区域实际管理的案例未见报道。未来应结合机器学习、情景模拟等方法,开展生物多样性空间模拟与预测研究,为实现耕地粮食生产和草地生物多样性保护的双赢提供决策支撑,促进生物多样性科学研究向区域管理决策转化。
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02 耕地—草地界面生物多样性保护面临的挑战和机遇
2.1 耕地扩张对草地生物多样性保护的挑战
2000年以来,国内外有关草地生物多样性研究案例数量最多、增速最快,耕地生物多样性研究案例数量较多且保持一定增速,但耕地—草地界面草地生物多样性的研究案例虽有增长趋势但数量一直低于10篇/年(图2)。未来应进一步加强耕地—草地界面草地生物多样性研究,为农牧交错区草地生物多样性保护提供丰富的理论依据。
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03 已有研究的局限性
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04 未来工作展望
制作:胡晓然
校对:陶彦彤
审核:胡卉芳
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