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科学参考▲全球变化的前哨与屏障，王根绪：冰冻圈生态系统( 四 )


3冰冻圈生态屏障的维护与调控冰冻圈是全球物种多样性保护和生态功能屏障维护的关键区域 。 在我国 ， 将近2/3的重要生态屏障功能区分布在冰冻圈作用区域；因此 ， 冰冻圈作用区在我国生态屏障建设与维护 ， 以及可持续发展保障方面举足轻重 。
与地球上的其他生物群落相比 ， 大部分冰冻圈生物群落的特征仍然保持较好的相对原始性和完整性 。 然而 ， 持续的冰冻圈变化对冰冻圈生态系统威胁日趋严重 。 从全球冰冻圈生态系统的保护来看 ， 需要采取更加积极有效的调控对策 ， 现阶段全球发展起来的主要调控路径有3个方面 。
1合理管控草食动物种群的生态压力
越来越多的证据表明 ， 气候和草食动物对冰冻圈生态系统的植被群落和主要交错带生态系统具有潜在的双重控制作用 。 动物草食行为在很大程度上限制区域生态系统生产力和碳汇 。
例如：北极地区大量的驯鹿啃食导致苔原上的地衣和北极低河岸平原上的高大灌木严重退化甚至消失；加拿大黑雁群数量过多导致北极湿地植物群落退化等 。 青藏高原三江源国家公园野生草食动物种群迅猛增加 ， 已出现日益严重的家畜和野生动物对草场的竞争问题 。 多年冻土区食物网中的营养相互作用对冰冻圈要素变化十分敏感 ， 冰冻圈要素的微小变化可能激发食物链营养竞争的剧烈响应 。
因此 ， 如何合理管控草食动物种群的生态压力 ， 已成为冰冻圈生态系统稳定维持面临的巨大挑战 。 这种管控需要同时考虑放牧压力增加的积极和消极影响 ， 以及高草食动物密度的其他生态系统的影响等 。
2加强植被群落结构与生产力的人工改良
从物种、群落和营养网的组成来看 ， 生态系统结构可能决定冰冻圈陆地生态系统是否会成为未来温室气体的汇或是源 ， 是否会加强或减弱区域气候变暖 。 早已形成的一个共识是植被覆盖变化与冻土环境之间具有显著的互馈影响 ， 维持较高的植被覆盖意味着高的能量吸收、较大的浅层土壤有机质含量及较丰富的凋落物 ， 也可有效抵御啮齿类动物的干扰 ， 这些均有利于冻土环境保护 。
应对气候持续变暖的冰冻圈变化 ， 需要在进一步明晰群落结构的最优表征基础上 ， 积极探索增加人为引入群落物种的数量（如人工草地植被群落等）和人工植被群落结构的优化方案——既实现退化生态系统结构的恢复与改善 ， 又促进生态系统对冰冻圈环境的保护 。
3实施基于冰冻圈生态承载力的保护区建设
尽管在冰冻圈作用区构建自然保护区或国家公园被普遍认为是最有效的生态保护措施 ， 但是现阶段已有保护区和国家公园的建设与实施 ， 基本采用一般传统生态学原理 ， 缺乏针对冰冻圈生态系统自身规律设置的相应举措 。
为此 ， 需要基于冰冻圈生态功能特点、冰冻圈要素与生态系统之间的互馈作用关系出发 ， 发展冰冻圈环境可持续维护基础上的冰冻圈生态承载力理论和评价方法 ， 制定基于冰冻圈生态承载力的区域保护规划和生态服务利用方案 。 同时 ， 通过制定共同行为准则和最佳实施方案 ， 积极发展以适合于冰冻圈环境保护的生物措施 ， 以生态系统规律管理冰冻圈环境 。
4冰冻圈生态学未来发展趋势1多尺度融合与多技术结合的长期观测体系与全球共享网络
考虑到冰冻圈生物群落及其栖息地的巨大空间异质性 ， 以及冰冻圈对气候变化的极度敏感性导致的生态系统格局、过程与功能的高度时间变异性等 ， 要解答关于冰冻圈生态系统分布格局与功能的现状和未来趋势等相关的关键问题 ， 迫切需要构建可以涵盖所有冰冻圈生境类型及生态系统类型的长期监测网络 ， 并形成可融合不同尺度的足够的代表性样地 。
采用统一抽样设计、测量方法和分类标准 ， 构建统一规范指导下的多尺度融合的长期监测体系 。 利用现有多种先进技术手段 ， 发展“空、天、地”立体的综合观测试验平台体系 ， 并实现全球冰冻圈数据共享网络 。 这就能够实现系统理解冰冻圈不同生态系统与气候、冰冻圈要素间密切交互且不断变化的生物地球化学和生物物理作用过程 。


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