在不对称生物量分配下中国草地冠层高度下降

为什么更矮的草地与我们息息相关

在中国北部辽阔的草原和高山牧场，草在变矮——即便从太空看这些景观变得更绿。这一植物高度的悄然变化对粮食生产、野生动植物以及草地应对干旱和变暖气候的能力有重要影响。通过追踪草如何向地面横向扩展与向上生长的相对变化，本研究揭示了世界上最重要的牧草地之一在悄然重塑。

从天空测量草地

中国的草地覆盖数百万平方公里，单靠卷尺不可能监测植株高度。研究人员结合了卫星影像、气候数据和超过2.4万个野外样地，估算地面以上的植物物质及其分布方式。他们将总产草量分为两部分：植物覆盖地面的面积（横向扩展）和植物的高度（垂直生长）。利用机器学习，他们在2001年至2022年间以500米分辨率绘制了地上生物量地图，然后将其与基于卫星的植被覆盖估计配对，从而推断随时间变化的平均冠层高度。

地面更绿，但植株更矮

研究团队发现，总体而言，中国草地在过去二十年中生产力有所提高。大约三分之二的草地区域地上生物量增加，尤其是在内蒙古的温带草甸和青藏高原东部的山地草甸。同时，约70%的草地绿色植被覆盖度也有所上升。换言之，草更多了，并且覆盖了更大面积的地表。

更多的生长并不等于更高的草

尽管表面上是好消息，但垂直方面的变化并不乐观。通过检视每单位被覆盖地面上的生物量，作者推断出植被高度的变化。他们估计，2001年至2022年间，中国一半以上的草地出现了冠层高度下降，平均每年下降约0.04厘米。北部和西部的温带与高山草地表现出最持续的变矮趋势，而少数已有较高密度的草甸则略有增高。长期野外观测站也证实了类似趋势：在总生物量增加的地区，“垂直份额”仍然下降。

热力、放牧与植物群落的转变

是什么驱动了这种向更矮、更蔓延植被的倾斜？通过统计模型，研究将日照、降雨、气温、二氧化碳浓度上升与畜牧放牧的影响区分开来。额外的降雨、更强的日照和更高的二氧化碳通常会同时促进植被覆盖和高度。相比之下，气温升高和更强的放牧压力往往更压抑高度而非覆盖度，偏向产生低矮、贴地的生长形态，这类植物更能耐受踩踏和水分胁迫。在变暖、辐射减少与放牧压力并存的地区，草地越来越倾向于把资源投入到横向扩展而非垂直生长。研究者还发现，物种较少且垂直结构更简单的地区更可能出现冠层高度收缩，这表明多样性的丧失削弱了生态系统缓冲气候波动的能力。

更矮的草冠对未来意味着什么

对普通观察者来说，这些草地可能看起来郁郁葱葱、生机勃勃，但它们高度收缩暴露出隐含的脆弱性。较矮的冠层使放牧动物寻找食物更费力，增加根系和土壤受扰动的风险，并减少植被“分层”，而这种分层有助于在干旱或极端年份稳定生产力。研究得出结论：持续变暖和强烈放牧正在悄然矮化中国的草地，即便从上方看它们在变绿。作者认为，气候智能型的放牧管理——例如轮牧、休牧以及修复退化地块——对于维持更高、更具多样性的草地以支持畜牧业并抵御日益变化的气候至关重要。

引用: Li, H., Hu, X., Li, F. et al. Declining grassland canopy height in China under asymmetric biomass allocation. Nat Commun 17, 3364 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70275-9

关键词: 草地冠层高度, 生物量分配, 放牧影响, 遥感, 气候变暖