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2021-05-31 作者:地理與海洋科學學院、國際地球系統科學研究所 來源:科學技術處

我校兩項成果入選2020年度“中國地理科學十大研究進展”

2021年5月28-30日,中國地理學會春季年會暨中國地理編輯出版年會在西安市舉行。為鼓勵廣大地理科技工作者面向世界科技前沿與國家重大需求,在基礎研究和應用研究方面實現持續創新和突破,大會現場發佈了2020年度“中國地理科學十大研究進展”。

我校共有兩項成果成功入選2020年度“中國地理科學十大研究進展”,分別是國際地球系統科學研究所/地理與海洋科學學院張永光教授團隊的“全球尺度植被CO2施肥效應變化趨勢”和地理與海洋科學學院徐志偉副教授等合作完成的“沙丘雙穩態的發現及其形成機制”研究。

未來全球氣候變暖的速率以及陸地生態系統對全球變暖的響應是《Science》雜誌提出的未來需要解決的125個重大科學問題之一。工業革命以來,人類活動造成大氣中二氧化碳(CO2)的濃度持續上升。在CO2温室效應導致全球變暖的同時,也提高了植被的光合作用速率(即CO2施肥效應),增加陸地生態系統吸收大氣CO2的能力(即碳匯能力),從而減緩全球氣候變暖的速率。

張永光教授領銜的“全球尺度植被CO2施肥效應變化趨勢”研究,基於團隊多年的不斷積累,將植被遙感與全球變化生態學研究相結合,首次對近四十年全球CO2施肥效應的時空變化格局進行了定量化評估。該研究成果對深入理解全球變化背景下陸地生態系統的響應機制、準確估算全球陸地生態系統碳收支、精準預測未來氣候變暖的速率均具有十分重要的意義(圖1)。2020年12月11日,研究成果以“Recent global decline of CO2 fertilization effects on vegetation photosynthesis”為題發表在學術刊物《Science》上。

圖1全球陸地生態系統CO2施肥效應的長期時間變化趨勢(A)以及1982-1996和2001-2015年全球CO2施肥效應的直方圖。

全球超過三分之一的人口居住在乾旱與半乾旱區,這些地區佔全球陸地面積的40%。沙丘廣泛分佈在乾旱與半乾旱區,是一種獨特的自然景觀。沙丘的形成及其演化機理一直是地球與環境科學領域關注的熱點科學問題。圍繞乾旱區環境變化,我校地理與海洋科學學院鹿化煜教授的研究團隊在我國北方沙漠沙地開展了二十年的研究工作,他們對多個沙漠沙地開展了“拉網式”考察和大量樣品採集、測試分析,構建了近百個有精確年代控制的風沙沉積記錄,取得了一系列研究成果。

2016年起,團隊徐志偉副教授、生科院徐馳教授聯合國內外學者組成的多學科交叉研究團隊,致力於探究沙丘雙穩態的形成與演化機制研究。他們發現流動沙丘與固定沙丘的植被蓋度和流動性水平差異很大,卻能夠在年降水量200-400 mm的環境中穩定共存。他們系統構建了我國北方沙地144處點位、500多個獨立年齡的地層-年代數據庫,發現沙丘雙穩態在12000年以來始終存在,並且持續至今。隨着氣候環境的改變,沙地環境在局域和全域尺度上對季風變化存在非線性響應,並與多重尺度上的正反饋過程有關。這一研究成果有助於理解目前沙漠沙地環境變化機理以及預測未來趨勢,在澄清乾旱區土地快速退化的觸發條件並進行早期預警等方面也可以發揮關鍵作用(圖2)。2020年2月27日,研究成果以“Critical transitions in Chinese dunes during the past 12,000 years”為題發表在Science子刊《Science Advances》上。

圖2 沙丘雙穩態以及我國北方沙地過去一萬兩千年以來的風沙環境變化

 “中國地理科學十大研究進展”評選活動由中國地理學會發起,旨在促進中國地理學研究成果的廣泛傳播,推動中國地理學事業的發展。憑藉高學術水平的候選成果,以及嚴格公正的評審機制,這一獎項備受業界認可,具有高度的公信力和影響力。

本年度評選活動經過首輪推薦、初評、終評三個環節,20多位評審專家綜合考慮候選成果的學術價值和應用價值,並以無記名投票方式選出10項優秀的地理學成果。我校以同年入選兩項的成績名列參評單位前列。