生态脆弱区也称生态交错区（Ecotone），是指两种不同类型生态系统交界过渡区域，我国面积占比高达60%以上，承担着北方防沙带、黄河重点生态区、川滇生态屏障、青藏高原生态屏障等重要生态系统保护任务，对维持区域生态系统的稳定性和生物多样性至关重要。然而，生态脆弱区普遍具有系统抗干扰能力弱、时空波动性强、边缘效应显著等特征，已经成为对全球变化敏感的区域。植被是陆地生态系统的重要组成部分，在能量、水和碳的交换中往往发挥着不可或缺的作用，其变化对气候变化（CC）和人类活动（HA）非常敏感，尤其是在生态脆弱地区。然而，在气候变化和人类活动的影响下，生态脆弱区植被退化和恢复的时空动态特征及其驱动机制尚不清楚。该研究为定量评估CC和HA对我国生态脆弱区植被动态演变的贡献提供了一种途径，这将提高我们对生态脆弱区植被动态及其驱动机制的理论认识，有助于为未来制定生态保护与恢复政策提供科学依据，优化生态系统管理措施。

中国科学院奈曼沙漠化研究站的恢复生态学研究团队长期从事生态脆弱区生态环境领域的研究工作。团队成员基于归一化植被指数(NDVI)、气象(气温、降水、太阳辐射)、土地利用等多源数据，采用CASA模型和Miami模型，构建了我国生态脆弱区近40年长时间序列(1982—2018年)的植被净初级生产力（ANPP）、潜在净初级生产力（PNPP）和人类活动净初级生产力（HNPP）3种数据集，揭示了我国生态脆弱区植被恢复和退化的时空动态特征，并采用残差趋势法、相关分析、收敛交叉映射(CCM)、敏感性和不确定度分析等方法定量评估了CC和HA对植被恢复或退化的贡献率和驱动力。结果表明：近40年期间（1982—2018年），我国生态脆弱区ANPP以1.14 g C m^-2 yr^-1的速率呈总体恢复趋势，总量增加174 Tg C，植被呈碳汇趋势，恢复面积高达71.6%，主要集中在西南岩溶山地石漠化和黄土高原生态脆弱区，然而青藏高原生态脆弱区ANPP以-0.37 g C m^-2 yr^-1的速率总体表现出退化趋势（图1）。CC和HA对生态脆弱区植被动态往往具有正负双重效应，气候背景条件成为决定区域CC和HA对植被动态积极或消极影响的一个不可忽视的关键因素（图2和图4）。HA在一定程度上对我国生态脆弱区植被恢复起到积极的作用，在未改变土地覆被的情景下，仅仅通过政策管理可以增加ANPP总量166.9 Tg。在植被恢复区域，CC和HA对植被恢复发挥着积极作用，相对贡献率分别为59.1%和16.4%（图4），以降水增加（1.64 mm yr^-1）和气温升高（0.04 ℃ yr^-1）的暖湿化气候变化过程是导致干旱半干旱区、黄土高原等生态脆弱区植被恢复的主要驱动因素（图2和图3）。在植被退化区域，HA是导致植被退化的主要驱动因子(82.6%)，特别是青藏高原、干旱半干旱区和黄土高原生态脆弱区的相对贡献分别高达96.8%、83.3%和80.2%（图4）。最后，在输入环境变量中，年平均气温(TEMP)和年太阳总辐射(SRAD)对于CASA模型相对重要和敏感。因此，未来生态脆弱区重大生态工程部署和实施过程中应充分考虑气候条件的限制性作用，建议需要重点加强生态恢复措施监测和全面提升生态环境监测预警能力。

该成果以Quantitative assessment of the contributions of climate change and human activities on vegetation degradation and restoration in typical ecologically fragile areas of China为题在线发表在环境科学领域国际期刊Ecological Indicators (IF = 6.263)上。中国科学院西北生态环境资源研究院龚相文博士研究生为本文第一作者，李玉强研究员为通讯作者。该研究获国家自然科学基金项目（31971466, 41807525, 31971529）和国家重点研发计划（2017YFA0604803）的共同资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109536

图1 1982—2018年中国典型生态脆弱区植被净初级生产力、潜在初级生产力、人类活动初级生产力的空间变化趋势（a、e、i）、总体变化趋势平均值（b、f、j）、Mann-Kendall趋势检验（c、g、k）以及显著性面积百分比统计（d、h、l）。注释：ANPP、PNPP、HNPP分别代表净初级生产力、潜在净初级生产力、人类活动净初级生产力；显著性(双尾): **，p < 0.01； *，p < 0.05； —，p > 0.05。

图2 1982—2018年中国典型生态脆弱区年降水量、年平均气温、年太阳总辐射的空间变化趋势（a、e、i））、年际变化趋势（b、f、j）、Mann-Kendall趋势检验（c、g、k）及显著性面积百分比统计（d、h、l）。注释：PREC为年降水量；TEMP为年平均气温；SRAD代表年太阳总辐射。

图3 1982—2018年中国典型生态脆弱区的植被净初级生产力(ANPP)与年降水量、年平均气温、年太阳总辐射的空间分布（a、c、e）及相关系数统计（b、d、f）。注释：PREC为年降水量；TEMP为年平均气温；SRAD代表年太阳总辐射；显著性(双尾): **，p < 0.01； *，p < 0.05； —，p > 0.05。

图4 1982—2018年中国典型生态脆弱区以气候变化、人类活动、气候变化和人类活动协同作用为主要贡献因素的植被恢复和退化空间分布(a、b)及贡献率统计(c、d)。注释：CC：气候变化；HA：人类活动；CH：气候变化和人类活动协同作用。