潘开文团队主持的青藏高原农田生态系统综合科学考察研究取得新进展
时间:2025-01-23
青藏高原享有“世界屋脊”、“亚洲水塔”和“地球第三极”的美誉,不仅是我国重要的生态安全屏障,也是我国重要的资源储备基地,具有无可替代的战略、生态和发展价值。青藏高原耕地面积不足1.2%,人均耕地面积小,农业生产主要种植青稞、小麦和油菜等作物。受独特的地理和气候条件的影响,区域农业可持续发展面临低温、冻害、干旱、水土流失和土地沙化等诸多问题;加之不合理的农业开发活动,导致局部区域耕地肥力下降,农业生态环境问题逐渐显现,对保障区域粮食安全带来严峻挑战。因此,开展青藏高原农田生态系统和粮食安全的综合科学考察研究具有重要的现实与战略意义。
中国科学院成都生物研究所潘开文研究员主持承担了第二次青藏高原综合科学考察研究农田生态系统与粮食安全专题任务,成都生物研究所和西藏自治区农牧科学院、中国科学院西北高原生物研究所、中国科学院西北生态环境资源研究院、甘肃省农业科学院、青海省农林科学院、四川农业大学、农业农村部沼气科学研究所、四川师范大学、宜宾学院及四川省气象台等单位的相关专家组成科考队,围绕农田生态系统结构优化和功能提升为核心,从农田植被、农田土壤、生产经营管理、作物产量和品质利用等方面,开展系统性科学考察研究。自专题实施以来,科考队调查了超过8 000个植物样方,收集植物、土壤、土壤微生物等样品超过9 000份,记录典型农业生产系统影像超过 2 TB,绘制图鉴超过200幅;发表论文130篇,其中SCI论文55 篇;出版专著2部,获得授权专利17项,完成标准/规程(已发布)12项,提交咨询建议10项,获得部省级奖励多项。
科考队在《应用与环境生物学报》2022年第4期,以专刊形式出版“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题,发表23篇文章,集中报道农田科考专题主要进展,涉及农业气候资源、农田植被、作物病虫害、土壤肥力与生物功能类群、作物产量品质、入侵物种、耕地变化等。
2024年,科考队再次在《应用与环境生物学报》2024年第6期上,以专刊形式出版“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题(二),共发表25篇文章(含23篇研究论文和2篇综述),报道内容聚焦农田土壤管理、气候变化、农业生产潜力、作物种质资源、碳平衡、作物品质与利用等,结合遥感、建模等技术,提出应对气候变化和农业资源利用的策略,为区域农业绿色可持续发展提供科学依据。
本期专题包含以下6个版块:
1、气候变化及其对农业生态系统的影响,该版块有4篇涉及青藏高原气候变化及其对农业生态系统影响的论文,重点关注极端气象事件(如高温、干旱、雨涝等)对农业生态系统带来的挑战,为探究青藏高原地区农业如何应对气候变化提供理论基础。
2、农业废弃物资源化利用与土壤管理,该版块以提升农业生产的可持续性和减少环境污染为目标,共4篇研究论文,涉及土壤改良、作物秸秆利用和氮素管理等。
3、青藏高原农业生产潜力与作物生长,报道该方面论文5篇,涵盖作物生产潜力、气候对作物生长的影响以及恶性杂草扩散等。
4、作物品质和加工利用技术,该领域4篇论文,涉及青藏高原特色农作物青稞、小麦、佛手瓜的品质及加工利用等。
5、种质资源及病原菌群,青稞、小麦、玉米、燕麦和糜子作为重要的农作物,研究其遗传多样性、病害防控及微生物群落对农业生产和粮食安全具有重要意义,该版块收录5篇相关研究论文。
6、温室气体减排和碳平衡,农业生产是温室气体排放的重要来源之一,对气候变化具有明显的影响。本期专题有2篇论文涉及温室气体和碳平衡。
随着青藏高原生态环境的变化和农田生态系统的不断发展,未来农业应迈向多功能综合利用的道路,不仅要保障粮食生产,还要实现生态效益、经济效益与社会效益的统一。未来研究将进一步关注气候变化影响及农业发展与生态保护的协同机制,推动“农-林-牧”复合生态系统建设和农旅融合高质量发展,以实现粮食生产、生态保护和经济建设的多重目标。
“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题成果在《应用与环境生物学报》2022年第4期以专刊形式出版,“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题(二)成果在《应用与环境生物学报》2024年第6期以专刊形式出版,均由第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0303)资助。
“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题(二)原文链接:http://www.cibj.com/#/digest?ArticleID=5331
原文微信链接:https://mp.weixin.qq.com/s/q9lStWR4S9y61kPD0WsGcQ
“青藏高原农田生态系统与粮食安全”专题 原文链接:http://www.cibj.com/#/digest?ArticleID=4448
图1 封面展示了青藏高原粮食生产核心区域之一的年楚河流域,在9月青稞收割季喜获丰收的景象(摄影:强久)。
图2 青藏高原主要农作物生产潜力及其影响因素
图3 1988-2018年青藏高原农田生态系统碳足迹时空变化及影响因素
图4 封面展示了干旱荒漠山下年楚河河谷地区青稞-油菜-防护林-村庄田园景观(西藏日喀则市白朗县,2020年8月,摄影:伍小刚)