点击右上角
微信好友
朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

随着全球气候变化加剧,山地生态系统稳定性正面临越来越严峻的挑战。然而,作为塑造地表环境和生态格局的重要地球系统组成部分,对岩石圈如何影响植被恢复力的问题长期缺乏系统认识。
近日,北京林业大学水保学院教师张皓月在《自然·通讯》发表论文,首次从岩石圈视角揭示了全球山地植被恢复力形成机制,发现岩性和构造隆升通过影响水分、养分供给及地表过程,沿着不同生态路径调控不同类型植被的恢复能力,为理解全球变化背景下山地生态系统稳定性和制定差异化生态保护策略提供了新的地学视角和重要科学依据,也开拓了地质与生态、水土保持交叉融合的新领域。
据介绍,该研究整合全球山地生态、气候、土壤、人类活动和地质等多源数据,构建广义加性模型,首次揭示了岩性和构造隆升对不同类型植被恢复力的差异化调控机制。
研究发现,在地形陡峭且构造活动强烈的碳酸盐岩以及抗侵蚀的深成岩、变质岩地区,森林凭借深根系统利用岩石裂隙水分以缓冲环境胁迫,表现出最强的恢复力;草地恢复力高度依赖土壤有机质,而基性(铁镁质)岩和变质岩风化过程释放的矿物养分有利于有机质积累,进而提升草本植被恢复能力;灌丛恢复力主要受温度控制,但在贫瘠的岩石基质(如蒸发岩、碳酸盐岩)上,对升温的敏感性反而较低。
研究还揭示了构造抬升通过“风化-资源增强”与“侵蚀-资源流失”两种相反机制对植被恢复力产生差异化驱动。相比软岩地区,硬岩地区的恢复力阈值对应更高的地形陡峭度,表明其能够在更强烈的构造抬升和侵蚀作用下维持资源供给,从而持续支撑植被恢复。

图1 气候、土壤、地形和人为因素对森林、灌丛、草地恢复力的相对贡献

图2 岩石圈对山地不同类型植被恢复力自下而上的影响路径
研究认为,生态系统稳定性不仅取决于气候条件,更深刻地受到地质背景的长期制约。未来,应将地质条件纳入统一评估框架,以提高生态风险预测与管理决策的科学性。在构造抬升过强、侵蚀主导的区域,应优先强化坡面稳定与土壤保育;在抬升适中、裂隙发育的岩体环境中,可利用深根乔木对裂隙水资源高效利用的能力,引导生态系统的自然恢复过程;对于草地恢复力较弱的岩性区域,则应通过补充矿物养分与有机质改善资源限制条件,而非简单依赖人工造林手段。
论文接收时恰逢“世界防治荒漠化与干旱日”,防治土地退化不仅需要理解气候与植被过程,也必须认识并重视地质背景。地球表层生态系统的“健康”,既取决于地表植被的响应,也根植于深部岩石圈的物质与动力过程。将生态修复的视角从地表进一步延伸至岩石圈,有望为全球荒漠化治理与生态恢复提供更加系统、精准与可持续的科学路径。(蔡琳)
