兰大团队揭示黄土高原植被“多稳态”状态

2026-05-12 09:48

近日，兰州大学研究团队在黄土高原森林分布研究方面取得重要进展，首次系统揭示黄土高原的植被并非简单的“有树”或“无树”，而是稳定存在于三种不同的状态，并且森林能够存续所需的降水量门槛，比以往认知的更低。研究为解决该区域生态修复中的关键科学问题提供了新视角。
黄土高原是我国重要的生态安全屏障和粮食产区。自1999年起，国家投入巨资实施退耕还林还草等工程，显著增加了绿色植被，减少了水土流失，但随之也出现了土壤水消耗等问题。长期以来，学术界对于“黄土高原上森林究竟需要多少降水量才能存活”这一问题争论不休，以往研究给出的阈值从500毫米到400毫米不等，未有定论，这在一定程度上影响了生态措施的精准实施。
针对这一争议，兰州大学生态学院赵长明教授团队通过为期5年、覆盖近5000个样点的大规模野外调查。结合卫星遥感数据分析，他们发现，黄土高原的树木覆盖度呈现独特的“三峰”分布，峰值分别集中在0%、35%和70%附近。这对应着三种植被可以长期稳定存在的状态：完全无林的“无林态”、树木稀疏的“开阔林态”以及树木茂密的“郁闭林态”。　　　　研究明确了这三种状态与年均降水量的精确关系。当年均降水量低于350毫米时，生态系统只有“无林态”这一种稳定可能；当降水量在350毫米至500毫米之间时，情况变得复杂，在同一气候条件下，生态系统可能处于上述三种状态中的任何一种，呈现“多稳态”特征；而当降水量超过500毫米时，系统则稳定在“开阔林态”或“郁闭林态”，而不会倒退为无林状态。这一“折叠”式的模式表明，黄土高原森林存续的降水阈值下限实际为350毫米，低于以往认知。
研究指出，植被通过蒸腾作用促进局部降水，进而又利好自身生长的“植被—降水正反馈”机制，是调控这一阈值的关键。该研究估算，黄土高原上高达90%的植被分布区都存在这种“多稳态”现象，通过科学的生态管理和干预，有很大潜力推动植被向更茂密、更稳定的状态转换，从而极大提升生态系统服务功能。
模拟分析显示，若能实现从“无林态”向“开阔林态”和“郁闭林态”的转换，整个黄土高原区域的植被碳储量有望增加93%至156%，这为巩固和增强该区域的生态碳汇能力，服务“双碳”目标，提供了重要的科学依据和乐观前景。
本报记者华静

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