氣候變化背景下草原生態(tài)系統(tǒng)的研究

辛定

摘 要 氣候變化屬于全球性問題，同時(shí)也是全球變化的六大問題之首。全球?qū)τ跉夂虮O(jiān)測的數(shù)據(jù)表明，氣候變化的主要表現(xiàn)為溫度升高、干旱、雪災(zāi)等極端天氣增多，降水時(shí)空異質(zhì)性增強(qiáng)等等。有學(xué)者在2010年對全球氣候變化趨勢進(jìn)行預(yù)估后認(rèn)為，截止2019年，全球的平均氣溫會升高1.3℃，其中，我國的氣候變化指標(biāo)和全球指標(biāo)相比，更為明顯。隨著氣候變化的不斷加劇，自然、社會、經(jīng)濟(jì)等方面均會受其影響，人類未來的生存和發(fā)展也會受到嚴(yán)重威脅?；诖?，本文首先闡述草原生態(tài)系統(tǒng)的研究方向，明確草原生態(tài)系統(tǒng)的研究意義，最后探討草原生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究結(jié)果，希望能為氣候變化背景下草原生態(tài)系統(tǒng)研究提供一些幫助。

關(guān)鍵詞 氣候變化；草原；生態(tài)系統(tǒng)

氣候變化的問題越來越嚴(yán)重，已經(jīng)引起的全球范圍內(nèi)的關(guān)注，成為國際性問題。自上世紀(jì)70年代開起，國際科學(xué)界以及各國政府部門已經(jīng)開始對氣候變化進(jìn)行討論，并積極提出各種應(yīng)對策略，以此來預(yù)防和阻止氣候的非正常變化。進(jìn)入80年代后，主要強(qiáng)調(diào)減緩策略，以應(yīng)對全球氣候變化問題。目前，相關(guān)領(lǐng)域認(rèn)為應(yīng)對氣候問題的最為有效方式是提高適應(yīng)能力。而這個(gè)觀點(diǎn)也主導(dǎo)著氣候變化，研究從現(xiàn)象描述走向全市變化的過程，從系統(tǒng)響應(yīng)邁向揭示影響機(jī)理和適應(yīng)機(jī)制，從單純強(qiáng)調(diào)人類組織氣候變化發(fā)展，到重視人類調(diào)控作用，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)能力和應(yīng)對氣候變化[1]。

1 草原生態(tài)系統(tǒng)的研究方向

人類在地球中主要以陸地作為生存環(huán)境的主體，和海洋生態(tài)系統(tǒng)不同，溫度的改變對于陸地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)沖擊較大，六地上一些生態(tài)系統(tǒng)極易受到氣候變化的影響，比如農(nóng)田，草原，森林等?，F(xiàn)如今在氣候變化領(lǐng)域的研究中，對于森林農(nóng)田受氣候變化影響的側(cè)重較大，研究范圍從全球到局部地區(qū)，從個(gè)體到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。作為陸地上重要的生態(tài)屏障，草原是面積最大，分布最廣的典型生態(tài)系統(tǒng)。我國的草原分布面積占國土面積的比重較大，并且草原的地理位置分布較為獨(dú)特，所以在國家和區(qū)域生態(tài)安全中，草原生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)了重要的戰(zhàn)略地位。

2 草原生態(tài)系統(tǒng)的研究意義

目前，國內(nèi)關(guān)于草原自然系統(tǒng)的氣候變化研究，直到近年來才開始受到各界的廣泛關(guān)注，其相關(guān)研究成果相繼發(fā)表，但和農(nóng)田或森林生態(tài)系統(tǒng)的研究結(jié)果相比，草原生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究深度和研究范圍都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。在未來，去后邊化說造成的草原生態(tài)系統(tǒng)變化，將成為草原科學(xué)研究的重點(diǎn)，對草原生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性研究也將變成氣候變化的主要研究方向。在氣候變化中，草原生態(tài)系統(tǒng)是最為脆弱且不可替代的典型生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)生產(chǎn)功能和地位在氣候變化中十分容易出現(xiàn)問題。草原生態(tài)面積廣大，是我國陸地生態(tài)系統(tǒng)中面積最大的系統(tǒng)。草原多分布在干旱和半干旱區(qū)，這些地區(qū)對于氣候變化較為敏感，同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的形成和發(fā)展較為脆弱。從現(xiàn)代社會角度而言，草原區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后，對于氣候變化的適應(yīng)能力不足。另外，草原生態(tài)系統(tǒng)是我國生態(tài)系統(tǒng)中的重要支柱，其直接影響著全國畜牧業(yè)的供給，也是我國12個(gè)省區(qū)內(nèi)人民群眾的生存和發(fā)展基礎(chǔ)[2]。

3 草原生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究結(jié)果

3.1 氣候變化的模型預(yù)測技術(shù)

人們對于氣候變化的關(guān)注點(diǎn)往往落在全球生態(tài)、氣候的未來趨勢中，但實(shí)際上，相關(guān)實(shí)驗(yàn)或研究所獲得的有效數(shù)據(jù)，往往只能提供生態(tài)系統(tǒng)在過去和現(xiàn)在的具體狀況。目前，大部分氣候系統(tǒng)模式都在針對全球或全國范圍，比如，我國所自主研發(fā)的BCC-CSM以及FGOALS模式等等，這兩種模式的模擬結(jié)果對于氣候變化中的細(xì)節(jié)表現(xiàn)把控不足。草原生態(tài)系統(tǒng)的改變較為簡單，遠(yuǎn)不如全球或全國范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的改變。所以，積極開發(fā)局部性、高精度的氣候預(yù)測模式迫在眉睫，其對于科學(xué)預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)變化有顯著幫助，在其數(shù)據(jù)支持下，應(yīng)對氣候變化所采取的措施也更加具有針對性[3]。

3.2 試驗(yàn)方法研究

在草原地區(qū)內(nèi)，以往監(jiān)測到的歷史氣候變化是具體存在的，且變化過程較為復(fù)雜。所以，開發(fā)更為克服的監(jiān)測方法和技術(shù)，以此來開展模擬控制實(shí)現(xiàn)研究十分重要?，F(xiàn)如今，在國際上，對于生態(tài)環(huán)境變化的主要監(jiān)測方式以單因子控制為主。包括生長箱、開頂箱、FACE等。這些方法均是以改變CO2濃度來進(jìn)行控制。而控制溫度的實(shí)驗(yàn)方法主要包括紅外光嘉文、室溫加溫、開頂箱加溫以及土壤加溫等等。而以改變降雨量預(yù)測變換趨勢的研究方法包括有旱棚控制、雨棚控制等等。現(xiàn)如今，對于氣候變化的研究應(yīng)該以多因子或多梯度調(diào)控為主，從而獲得不同背景下草原生態(tài)系統(tǒng)受環(huán)境因素影響改變的具體數(shù)據(jù)。

3.3 系統(tǒng)碳、氮循環(huán)

在氣候變化中，大氣層內(nèi)的二氧化氮，一氧化二氮等指標(biāo)濃度的增加導(dǎo)致碳和氮含量的增多，這也是全球范圍內(nèi)，生物地球化學(xué)循環(huán)所研究的重點(diǎn)。草原生態(tài)系統(tǒng)大多分布在干旱或半干旱地區(qū)，暴露度較高，所以對于氣候變化較為敏感。所以，在氣候變化的趨勢下，對草原生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)該側(cè)重于對系統(tǒng)內(nèi)碳、氮分布的研究。只有這樣，才能有效限制草原地區(qū)氮離子的釋放，增加草原碳匯聚功能，從而找到土壤貧瘠地區(qū)氮資源的可持續(xù)利用方式[4]。

4 結(jié)語

對于草原生態(tài)系統(tǒng)的研究，還有很多科學(xué)問題和技術(shù)問題需要解決，包括氣候變化形勢下，草原生態(tài)的生態(tài)變化過程、環(huán)境效應(yīng)，草原區(qū)域發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)的預(yù)警以及生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、多樣性以及穩(wěn)定性為維持方法和具體變化等等，總而言之，在氣候變化形式下，對于草原生態(tài)系統(tǒng)的研究所遇到的問題十分豐富，這些問題都需要及時(shí)解決。所以，各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)技術(shù)人才應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，構(gòu)建合理、科學(xué)的研究體系，對草原生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究。只有這樣，才能有效解決草原保護(hù)建設(shè)中存在的相關(guān)問題，以應(yīng)對全球氣候變化的大趨勢[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]張文敏.基于多源數(shù)據(jù)的降水季節(jié)變化及其對熱帶稀樹草原植被的影響[D].南京大學(xué)，2018.

[2]彭菲.水氮和放牧對內(nèi)蒙古典型草原初級生產(chǎn)力、物種組成和群落演替的影響[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[3]谷蕊.模擬氣候變化對內(nèi)蒙古克氏針茅草原生態(tài)系統(tǒng)及其碳交換的影響[D].內(nèi)蒙古大學(xué)，2015.

[4]周利光.基于脆弱性和適應(yīng)對策評估的草原畜牧業(yè)適應(yīng)氣候變化研究[D].內(nèi)蒙古大學(xué)，2013.

[5]趙文龍.中國北方草原物候、生產(chǎn)力和土壤碳儲量對氣候變化的響應(yīng)[D].蘭州大學(xué)，2012.