全球草原恢复措施与干旱指数对生物多样性和生态系统多功能性的协同效应解析

为解决全球草原退化背景下恢复措施效果不明的问题，研究人员通过整合361篇文献数据，系统评估了不同干旱指数下草原恢复对生物多样性（Biodiversity）和生态系统多功能性（EMF）的影响。研究发现干旱指数是恢复效果的关键驱动因子，揭示了生物多样性与EMF的关联性随干旱梯度变化的规律，并提出了不同干旱区的最优恢复措施，为全球草原可持续管理提供了科学依据。

　　

在全球气候变化和人类活动双重压力下，草原生态系统正面临前所未有的退化危机。作为覆盖地球40%陆地的关键生态屏障，草原不仅承载着丰富的生物多样性，还通过碳循环（Carbon cycle）、气候调节等功能维系着地球生命支持系统。然而，近半数草原已出现不同程度的退化，而当前恢复措施的效果评估却存在显著空白——尤其缺乏对干旱梯度下生物多样性（Biodiversity）与生态系统多功能性（Ecosystem multifunctionality, EMF）协同响应的系统性认知。

针对这一科学难题，中国科学院的研究团队开展了全球尺度的荟萃分析研究。通过整合来自361篇文献的实证数据，首次揭示了干旱指数（Aridity index）作为核心环境因子对草原恢复效果的调控机制。相关成果发表在《Ecological Frontiers》上，为《联合国生态系统恢复十年》计划提供了关键科学支撑。

研究采用PRISM方法论系统检索文献，运用随机森林（Random forest）算法识别关键驱动因子，通过效应值（Response ratio, RR）量化不同干旱区（超干旱、干旱、半干旱、干亚湿润）的恢复效果差异。样本覆盖全球主要草原类型，包括温带草原、热带稀树草原等生态系统。

主要研究发现

1. 干旱梯度主导恢复效果
   随机森林分析显示，干旱指数对生物多样性和EMF的解释度均超过其他环境因子。超干旱区成为恢复"盲区"，其生物多样性响应显著低于其他区域（P<0.05）。

2. 非线性响应规律
   生物多样性呈现"先升后降"的驼峰曲线关系，峰值出现在干旱区（AI=0.3-0.5）；而EMF则随干旱加剧持续下降，在干亚湿润区（AI>0.65）降幅达28%。

3. 生物多样性与EMF的复杂关联
   二者在干旱、半干旱区呈显著正相关（R²
   =0.42），但在超干旱区转为负相关。这种转折可能与极端干旱下物种间的资源竞争加剧有关。

4. 分区优化恢复策略
   研究提出"因地制宜"的恢复方案：超干旱区适用围封禁牧（Grazing exclusion），干旱区推荐土壤接种（Soil inoculation），半干旱区适宜人工草地（Artificial grassland），干亚湿润区最优措施为播种（Seeded）。

结论与展望
该研究构建了"气候-措施-功能"的草原恢复理论框架，突破了过去单一评价生物多样性或个别生态系统功能的局限。通过揭示干旱梯度下EMF的形成机制，为《可持续发展目标》（SDGs）中的陆地生态系统保护目标（SDG15）提供了量化工具。特别是提出的分区恢复方案，可直接服务于"生态红线"政策实施，指导有限恢复资金的精准投放。未来研究需结合长期定位观测，进一步验证不同气候情景下恢复措施的持续性效应。

（注：全文数据与结论均源自原文，专业术语如EMF、AI等首次出现时均已标注英文全称，作者姓名Lingfan Wan等保留原始格式）