在全球氣候變化研究領域

一個長期困擾學界的全球性難題

等待解答——

“干旱的強度與持續(xù)時間將如何共同作用，

決定全球脆弱生態(tài)系統(tǒng)的命運？”

這一問題

是預測氣候變化生態(tài)影響的核心關鍵

也是全球生態(tài)學者致力攻克的前沿焦點

現在，這個難題迎來了

來自中國科學家的突破性解答

北京林業(yè)大學建校73周年校慶日之際，10月16日，國際頂尖學術期刊《Science》在線發(fā)表了北京林業(yè)大學草業(yè)與草原學院庾強教授團隊的最新成果“Drought intensity and duration interact to magnify losses in primary productivity”，首次揭示干旱強度與持續(xù)時間共同作用加劇了全球草原和灌叢生產力的損失，為預測未來氣候變化背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)對干旱的響應提供了重要科學依據，并為應對氣候變化和開展草原生態(tài)系統(tǒng)適應性管理提供了理論支撐。

氣候變化背景下，干旱事件的持續(xù)時間和強度不斷增加，其對陸地生態(tài)系統(tǒng)初級生產力的影響備受關注。部分生態(tài)系統(tǒng)在經歷多年干旱后會表現出一定的適應性，使得生產力下降趨于穩(wěn)定或減緩。然而，這種適應性是否會在更強烈的干旱中失效，以及干旱持續(xù)時間與強度在全球尺度上的交互作用如何，尚缺乏系統(tǒng)認識。該研究依托國際干旱聯網實驗，在74個草原和灌叢生態(tài)系統(tǒng)中量化了干旱強度和持續(xù)時間對植物地上生產力的綜合影響。結果表明，生態(tài)系統(tǒng)在多年干旱中總體上表現出適應效應，但在極端干旱條件下則表現為累積效應。

全球74個實驗站點分布圖

干旱持續(xù)時間對中等和極端干旱強度下生產力響應的影響

與第一年相比，連續(xù)四年的極端干旱使生產力損失增加約2.5倍。這一發(fā)現預示，如果未來氣候變化導致干旱的持續(xù)時間和強度同時增加，生態(tài)系統(tǒng)可能發(fā)生從維持較低但穩(wěn)定的生產力，轉向生產力急劇下降的根本性轉變。

該研究得到國家重點研發(fā)計劃（2022YFE0128000, 2022YFF1300603）、國家自然科學基金（32171592, 32061123005）等項目的資助，并且得到內蒙古呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站、科爾沁草原生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站、錫林郭勒草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站、烏拉特荒漠草原研究站、西藏那曲高寒草地生態(tài)系統(tǒng)野外科學觀測研究站、四川若爾蓋高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站、寧夏農牧交錯帶溫性草原生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站、山西右玉黃土高原草地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站和青海海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站的大力支持。

全球28個國家126家單位的177位科研人員參與了這項研究，科羅拉多州立大學Timothy Ohlert博士和Melinda Smith教授為論文共同第一作者，庾強教授與Timothy Ohlert博士和Melinda Smith教授為共同通訊作者。

呼倫貝爾實驗站樣地全貌

科研成果登上頂刊

彰顯北林大深厚的學術底蘊

一起走近庾強教授團隊的研究

看看重磅學術成果背后的故事

No.1

全力攻堅：實現“從0到1”重大突破

在開展這項全球性研究的過程中，庾強教授團隊面臨了干旱生態(tài)學領域長期存在的兩大科學與技術瓶頸。

難題一：如何在全球不同氣候區(qū)實現干旱實驗的可比性

評估干旱對生態(tài)系統(tǒng)的影響通常依賴于在特定生態(tài)系統(tǒng)中進行的干旱實驗。然而，這些單點實驗在實驗處理、指標體系和測定方法缺乏統(tǒng)一性，導致結果之間可比性較差，難以在大尺度上進行數據整合，限制了區(qū)域乃至全球尺度干旱效應的準確評估。為此，團隊聯合全球百余家科研機構，發(fā)起了全球干旱網絡（Drought Net），在全球136個實驗點建立了干旱實驗。

聯網實驗采用統(tǒng)一處理、指標體系和測定方法，有效解決了單點實驗缺少可比性的問題，為準確評估區(qū)域乃至全球尺度的氣候變化和人類的影響提供了可靠的研究框架，已成為未來生態(tài)學發(fā)展的重要方向。

全球干旱網絡（Drought Net）實驗站點分布圖

難題二：如何定義并量化“極端干旱”的科學標準

在全球尺度上，干旱的極端程度難以統(tǒng)一界定。不同地區(qū)氣候波動幅度和降水變率的差異，使得傳統(tǒng)相對指標無法比較。團隊提出了以長期氣候記錄為基礎的“百年一遇干旱”（1-in-100-year drought）判定標準，將極端干旱定義為降水量低于當地歷史平均值且達到百年重現期水平的情形。通過這一標準，團隊構建了全球通用的干旱強度分級體系，并引入連續(xù)變量——干旱嚴重度（drought severity）指標，實現了定量化、可比化和生態(tài)學意義統(tǒng)一的干旱分類框架。這一方法學標準，使得實驗結果不僅可跨區(qū)域比較，還可與氣候模型和長期監(jiān)測數據對接，為預測未來極端事件的生態(tài)影響提供了基礎參數。

No.2

十年堅持：北林學者破解全球性難題

庾強教授團隊在2013年就洞察到聯網實驗是生態(tài)學研究的未來發(fā)展方向。

十余年來，庾強教授牽頭與國內11家單位、15位教授合作建立了中國全球變化聯網實驗，并與全球300多位科學家合作發(fā)起了Drought Net、Nutrient Network、NPKD等一些列全球性的聯網實驗。

今年庾強教授團隊在Nature、Science、Nature Ecology & Evolution和Global Change Biology上發(fā)表了一系列突破性成果，系統(tǒng)揭示了干旱對草原生態(tài)系統(tǒng)生產力的影響及其作用機制，逐步主導了國際聯網實驗研究。

全球干旱網絡專家野外考察

此次《Science》重大科研成果的取得，既是北林學者卓越科研能力的體現，也是北京林業(yè)大學長期以來堅持人才強校戰(zhàn)略、高度重視高層次人才引進與培育的結果。近年來，我校通過構建優(yōu)越的科研軟硬件環(huán)境、提供穩(wěn)定的政策與資源支持、搭建高水平的科研平臺，持續(xù)深化創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為一流學者及其團隊提供了施展才華的沃土。這一標志性成果的誕生，充分彰顯了學校在匯聚國際前沿人才、激發(fā)科技創(chuàng)新活力、服務國家生態(tài)戰(zhàn)略方面的顯著成效，是學校科研體制機制改革與人才隊伍建設工作取得實質性飛躍的有力證明。

呼倫貝爾實驗站樣地內學生測量土壤含水量

呼倫貝爾實驗站樣地內學生設置固定樣方標記

No.3

未來研究：為全球生態(tài)決策提供科學依據

這項發(fā)表于《Science》的成果標志著中國科研團隊在全球氣候變化生態(tài)學研究中的重要突破，不僅解決了長期困擾學界的全球性難題——“干旱強度與持續(xù)時間如何共同決定生態(tài)系統(tǒng)生產力損失”，也在國際合作與科學范式上樹立了典范。它讓世界更清晰地認識到：干旱不僅是氣候事件，更是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和人類可持續(xù)發(fā)展的臨界挑戰(zhàn)。

右玉實驗站樣地全貌

美國Central Plains Experimental Range干旱實驗樣地

《Science》三位審稿人一致給予該研究高度評價，認為該研究為未來所有干旱嚴重度與持續(xù)時間研究提供了基準“Quantifying these relationships through a distributed global experiment provides a benchmark for all future studies of drought severity and duration”。

目前，庾強教授團隊正在就草原生態(tài)系統(tǒng)在干旱后的恢復力與韌性開展研究。未來，團隊計劃將研究進一步延伸至多因子（降水變化×營養(yǎng)添加）交互效應，并與地球系統(tǒng)模型對接，構建基于實證的生態(tài)響應和恢復預測框架。這些工作將為氣候變化背景下干旱半干旱生態(tài)系統(tǒng)的適應性管理、碳匯評估及政策制定提供科學依據。

讓科技創(chuàng)新之花持續(xù)綻放

加快推進高水平科技自立自強！

為優(yōu)秀的北京林業(yè)大學點贊！

微信名：bfu-1952-

北京林業(yè)大學

出品｜北京林業(yè)大學黨委宣傳部

來源｜科技處、草業(yè)與草原學院、宣傳部

作者｜郝真、晏穎杰

審稿｜董世魁

排版｜錢惠昀 校對｜董怡寧

編輯｜張薇

責編｜歐陽汀

審核｜劉廣超

來為北林大“十五五”規(guī)劃建言獻策！

以美育人！北林大師生成果亮相！

向您表白！北林大祝福祖國生日快樂！

投稿郵箱：

beilinguanwei@163.com

設為星標每天都不錯過哦

為優(yōu)秀的北林大

分享+點贊+點亮2025個“在看”！