青海省生态学研究的现状、发展重点及其建议

周华坤^1,2赵新全^1,2周秉荣³王文颖⁴李希来⁵李以康^1,2杨永胜^1,2

佘延娣¹张中华¹马丽¹郭婧¹赵长建⁶瞿文蓉⁶李冰⁷

(1.中国科学院西北高原生物研究所，西宁810008；

2.青海省寒区恢复生态学重点实验室，西宁810008；

3.青海省气象科学研究所，西宁810001；

4.青海师范大学，西宁810001；5.青海大学，西宁810016；

6.青海省科学技术厅，西宁810000；

7.青海省科学技术信息研究所有限公司，西宁810001)

摘要：青海省是中国生态大省，是国家首批生态文明先行示范区试点省份。青海省在生态学研究方面的队伍规模偏小、成果偏少，是生态学研究小省，与中国生态大省的地位不相匹配。随着气候变暖、人类活动加剧等全球性问题的出现，青海省生态学的研究重点和发展趋势将是：（1)生物多样性研究；（2)生态系统功能维持机理和途径研究；(3)全球气候变化的生态系统响应机理及适应研究；（4)青海省不同生态功能区退化生态系统的恢复生态学研究；(5)青海高原典型高寒生态系统演变规律及机制研究；（6)高原生物系统进化与生物地理学研究；（7)生态循环农牧业发展的基础与应用基础研究。与此同时提出与国家自然科学基金委员会等管理机构合作的诸多建议，将从不同层次、不同方面共同推动青海省生态学的研究与发展。

关键词：青海省；生态学；研究现状；发展重点；合作建议。

青海省位于中国西部、青藏高原东北部，雄踞世界屋脊，是长江、黄河、澜沧江的发源地，被誉为“江河源头”“中华水塔”，是盆地、高山和河谷相间地形分布的高原^[1]。省内遍布草原、荒漠、森林、农田，是国内目前生态系统类型最全的省份之一。青海省是中国的生态大省，是国家首批生态文明先行示范区试点省份。目前，青海省在生态学研究方面的队伍规模偏小、成果偏少，是生态学研究小省，与中国生态大省的地位不相匹配。

1青海省生态学研究的现状和问题

1.1青海省生态学研究的现状和业绩

青海省生态学的研究历史悠久，可以追溯到上世纪60年代，1976年中科院西北高原生物研究所在青海省海北州门源县建立了海北高寒草甸生态系统定位研究站，是中国第一个草地生态系统定位研究台站。研究站建立后先后进行了高寒草甸生态系统的结构、功能及提高生产力途径模式研究；高寒草甸生态系统生物多样性研究；青藏高原退化生态系统恢复与重建及区域可持续发展示范模式研究。中国科学院1978年在西宁召开了中国陆地生态系统工作会议，筹划全国生态系统定位研究工作。中科院西北高原生物研究所1986年在西宁召开高寒草地生态系统研究国际研讨会，极大推动了青海省乃至中国陆地生态学的研究。进入20世纪80～90年代，青海师范大学、青海大学等省内科研单位先后设立生态、环境等学科专业，青海省从事生态研究的队伍逐渐壮大、研究领域逐步扩大、研究水平显著提高。特别是2016年元月，青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室由科技部和青海省人民政府共同批准建设。2018年9月14日中国科学院三江源国家公园研究院揭牌仪式在西宁举行，三江源国家公园作为我国第一个国家公园体制试点，为三江源地区的保护与发展提供了更高平台、创造了更大机遇，也相应提出了更高要求，是加强三江源国家公园科技支撑能力的有力举措^[2]。2018年10月26日下午，由青海省人民政府与北京师范大学按照“省校共建”合作协议共同创建的高原科学与可持续发展研究院成立，研究院的成立既契合了国家重大发展战略对科技创新的迫切需求，又为高校服务区域经济社会发展搭建了良好平台^[3]。这些高水平平台的成立，极大地推动和提升了青海省生态学的相关研究与水准。

1.1.1 国家自然科学基金等生态学基础研究项目的争取

统计青海省与生态学相关的六家研究单位（中科院西北高原生物研究所、青海师范大学、青海大学、青海省畜牧兽医科学院、青海省农林科学院、青海省气象科研所)2011～2019年获批的生态、环境等领域的国家自然基金数量和资助金额发现，尽管每年申请批准的数量和金额均在递增(其中基金批准数从23项/年增加到46项/年，批准资助金额从1067万元/年增加到2506万元/年，批准率从17.5%增加到26.7%)，但大多以国家自然基金地区项目为主，面上项目和青年基金项目较少。2010年中科院西北高原生物研究所、2015年青海大学分别获得1项国家自然科学基金重点项目。目前在国家自然科学基金杰出青年基金、优秀青年基金人才项目及其国家自然科学基金重大项目方面均属于空白，尚未实现零的突破。原国家973项目没有实现零的突破，只有中科院西北高原生物研究所在973项目的课题层面上争取到了3～4项，总经费不足1000万元。

1.1.2 青海省生态学研究的业绩

如上所述，青海省生态学基础和应用基础方面的重要国家级项目争取方面乏力，但近10余年，青海省科技厅等科技主管部门高度重视青海省生态学研究，借助青海省良好的生态资源禀赋和开展科技创新的契机，通过省内外、国内外生态学研究合作，外引内联，在省级层面上给予了重点支持和培养，青海省生态学研究人员依然取得了不小的成绩和科研进展。

2016年中科院西北高原生物研究所作为第一完成单位，与青海大学、青海省畜牧兽医科学院、青海省牧草良种繁殖场和青海师范大学共同完成的“三江源区草地生态恢复及可持续管理技术创新和应用”成果获国家科学技术进步奖二等奖(2016-J-231-2-05-D01)。该成果瞄准青藏高原三江源地区生态安全的国家战略需求，针对区域植被退化严重、生态治理技术薄弱和生态牧畜业发展滞后的现状，以生态系统可持续发展为前提，以植被恢复为主线，以生态—生产—生活系统集成为核心内容，科学认知了气候变化及人类活动对草地生态系统的影响及其响应，系统研发和集成了退化草地生态恢复重建技术，创建了兼顾生态保护和生产发展的管理新范式，属于青海省近20余年唯一的生态环保类国家奖项。近10余年，青海省科研单位先后获得5项生态类青海省科技进步一等奖(赵新全等，中科院西北高原生物研究所等，《高寒草甸生态系统与全球变化》，2009年；赵新全等，中科院西北高原生物研究所等，《三江源区退化草地生态系统恢复与生态畜牧业发展技术及应用》，2011年；王根绪等，中科院成都山地所、中科院西北高原生物研究所等，《青海三江源区表生环境变化与生态恢复治理模式研究及应用》，2012年；马玉寿等，青海省畜牧兽医科学院等，《三江源区黑土滩综合治理技术集成与示范推广》，2013年；李小雁等，北京师范大学、青海省气象科研所等，《青海湖流域生态水文过程与湿地恢复技术研究及应用》，2018年)。获教育部科技进步一等奖(董世魁等，北京师范大学、青海省畜牧兽医科学院等，青藏高原退化草地诊断和恢复技术体系构建与应用，2016年)。青海省农林科学院、青海省气象科研所分别获得1项关于青海省荒漠化防治及其三江源湿地生态保护方面的青海省科技进步二等奖。

经过文献索引和国内外数据库查找、统计，近10余年(2005～2018年）青海省生态学研究人员已累计发表SCI文章640余篇，主要局限于高寒草地生态学、全球气候变化生态学、动物生态学和资源生态学等5个研究方向。在Nature Communications，Ecology，Global Change Biology，Climate Change,SoilBiology & Biochemistry,Agricultural and Forest Meteorology,Journal of Animal Ecology,Journal of Ecology,Oikos等国际一区生态学杂志上发表论文40余篇。经青海省成果办公室调查统计，先后获得国际领先水平的生态研究科研成果11项，主要集中在中科院西北高原生物研究所、青海大学、青海师范大学和青海省畜牧兽医科学院等单位。

目前，青海省的一些生态学科研团队已经崭露头角，发展势头迅猛，有望在国家生态学研究梯队中占有一席之地。实力较强、比较有名的科研团队如下：中科院西北高原生物研究所的贺金生和汪诗平(全球变化生态学）、赵新全(生态畜牧业）、周华坤（恢复生态学）、张堰铭（动物生态学）；青海大学的王光谦、李长忠（水生态学）、李希来、乔有明（草地生态学）、祁得林(分子生态学）；青海师范大学的王文颖、曹广超和陈克龙（湿地生态学）；青海省畜牧兽医科学院的马玉寿、董全民（草地生态学和草业科学）；青海农林科学院的张登山（荒漠化防治）；青海省气象科研所的周秉荣(气候生态学）；青海民族大学的李军乔(资源生态学）。

1.2青海省生态学科学研究的问题

(1)研究方向少、涉及面窄。仅仅局限于草地生态学、恢复生态学、种群生态学、动物生态学和全球变化生态学等几个研究方向上。

(2)研究人员少、平台缺乏。根据青海省“十三五”科技发展规划的统计资料，青海省从事生态学研究的专业研究人员总数不足250人，研究平台不足15个，且规模不大，实力不强，研究分散。目前，青海省的生态学研究平台主要有三江源生态与高原农牧业国家重点实验室(科技部主管)、青海省寒区恢复生态学重点实验室(科技厅主管)、青藏高原湿地生态重点实验室(教育厅主管）、青海省自然地理与环境过程重点实验室(科技厅主管)、高原生物适应与进化重点实验室（中科院主管）、海北高寒草地生态系统定位研究站（中科院主管，CERN网络台站之一）、三江源高寒草地研究站（中科院西北高原生物研究所主管)、海东农业生态站（中科院西北高原生物研究所主管)、称多珍秦草地生态站(农业部和青海畜牧兽医科学院主管）、沙珠玉站(青海省农林科学院主管)、青海湖湿地和环境监测站（中科院主管)、北麓河冻土站（中科院主管），除了中科院和科技部主管的平台实力稍强以外，其它平台的特色不明显、优势不突出、规模偏小。

(3)研究机构和组织少。迄今为止，青海省生态学会还未恢复建立。研究机构仅仅局限在中科院西北高原生物研究所、青海大学、青海师范大学、青海省气象科研所、青海省畜牧兽医科学院和青海省农林科学院6家单位。在中国生态学会等学术团体的社会兼职人员少，在《生态学报》《植物生态学报》《生态学杂志》《应用生态学报》等学术期刊鲜有编委任职。

(4)生态学研究将帅型人才缺乏，培养力度小、方式单一，缺少对其在生态学基础和应用基础研究方面的支持。

(5)硕博士学位点不足。目前为止，在青科研单位中仅仅中科院西北高原生物研究所有1个生态学一级学科博士点，青海师范大学和中科院西北高原生物研究所各有1个生态学一级学科硕士点。青海师范大学的地理学博士点，青海大学的农学博士点、草业科学和环境科学硕士点涉及了部分生态学研究。中科院西北高原生物研究所的博士点由于招生数量的限制，培养生态学博士的力度也很难满足青海省生态学研究人才的需求。

上述青海省生态学研究的问题及其限制因素，导致青海省从事生态学基础研究、应用基础研究的科研人员偏少，科研产出不足、效益不明显。

2青海省生态学研究的重点和发展方向

根据目前国际生态学研究的热点和趋势，结合青海省生态建设和生态文明先行示范区试点的需求，青海省生态学研究的重点和未来发展方向主要聚焦于以下几个方面。

2.1生物多样性研究

在青海三江源区、环湖地区、祁连山区、柴达木盆地等典型生态功能区开展动物、植物和微生物本底研究，编制物种名录，从生物多样性的3个层次——物种多样性、遗传多样性和景观多样性，典型濒危动植物种的分布及生境现状，绘制动物、植物和微生物分布现状图和景观格局变化图。结合不同生态功能区动植物种、栖息地、社会经济状况等的动态变化，判定典型濒危动植物种群数量及其变动趋势，分析草地、森林、湿地、荒漠等景观格局的变化与动态，为生物多样性保护、生态系统服务功能及管理提供基础数据，并为青海省生态环境保护与建设提供科学依据^[4-6]。该方向涉及青海省的动物生态学、植物生态学、农业生态学和微生物生态学等生态学领域。

2.2生态系统功能维持机理和途径研究

进行典型生态功能区生态系统稳定性及退化过程和机制研究，通过研究不同类型生态系统的稳定性维持机制，生物多样性和生态系统功能(BEF)的维持机理^[7]，碳、氮、磷生物地球化学循环过程，解释其退化演替的过程及规律，优化高寒地区非平衡生态系统功能，为生态工程的实施及可持续管理提供理论依据和科技支撑。基于此，研发退化生态系统恢复重建与稳定性维持技术^[8]、生态自维持能力构建与功能提升技术，集成和示范推广普适性草地适应性管理技术体系和模式，为构建青藏高原生态安全屏障，保障国家生态安全的体系提供支撑和依据^[9]。

2.3全球气候变化的生态系统响应机理及适应研究

在生态系统响应气候变化机理方面深入研究，在学科层面，明确生态系统过程对全球变化的响应趋势和敏感性，揭示其内在机理，还能够研究、分析全球变化情景下生态环境效应的预警信息，明确青海省全球变化生态脆弱区域其环境压力可能发生的变化。在应用方面，将为制定应对全球变化的适应和减缓措施及调控政策提供科学依据，推动高原全球变化生态学的发展，提升在学术界的地位。

2.4青海省不同生态功能区退化生态系统的恢复生态学研究

基于青海省寒区恢复生态学重点实验室，对青海省典型生态功能区(三江源区、祁连山地、环湖地区、河湟谷地和柴达木盆地）退化生态系统开展恢复生态学研究，持续深人开展三江源区退化草地恢复、柴达木盆地荒漠化土地治理、祁连山矿山迹地恢复、环青海湖地区湿地恢复治理、河湟谷地丘陵沟壑区水土流失防治等方面的基础及应用基础研究^[10-12]，为恢复治理技术的研发提供理论支撑和科学依据。

2.5青海高原典型高寒生态系统演变规律及机制研究

研究全球气候变化及人类活动对青海典型生态系统结构和功能的影响与响应机理、生态系统演化的驱动机制及自然和人为的相对贡献率；研究区域草地畜牧业生产结构及方式优化的适应性管理原理及途径，构建青海不同生态区域普适性生态系统生产和生态功能提升的综合管理模式，提出相关解决途径。基于上述研究，系统阐明自然与人为活动对区域典型生态系统影响机理和贡献率，揭示区域生态演变主要规律及其过程机制。

2.6高原生物系统进化与生物地理学研究

基于中科院高原生物适应与进化重点实验室和三江源生态与高原农牧业国家重点实验室，在青海区域开展特有科属动植物的比较系统地理学研究、生物多样性在极端环境下的适应性进化研究、土著物种及其近缘种比较基因组学研究、高原特有动物肠道菌群季节动态与肠道微生物的趋同进化研究、典型物种形态特征适应性演化及其与功能基因相关性的研究，在青海高原分子生态学和进化生态学领域取得进展与突破。

2.7生态循环农牧业发展的基础与应用基础研究

围绕青海农牧业面源主要污染源鉴别与析因等科学问题，结合节水农业、秸秆综合利用、测土配方施肥、畜禽粪污资源化利用、土壤有机质提升、农田残膜回收、有机肥加工等一系列技术需求，研究相关生物地球化学循环和资源利用过程，揭示畜禽粪便资源化利用率提高途径和机制，为生态循环农业产业体系构建提供科学依据和支撑。

3与国家自然科学基金委员会等管理机构的合作建议

(1)增设专项联合基金，如三江源生态保护联合基金、祁连山水生态联合基金等，建立各具特色的合作平台，可以学习借鉴盐湖联合基金的做法和经验。

(2)适度增加青海省各单位的生态学研究专家在国家自然基金项目评审库中的数量和群体，以便借助项目评审，带动和提升青海省生态学研究专家的水平和业务能力。

(3)增加国家基金委生命科学部生态处(二处），地球科学部地理、气象与环境处(一处和五处）的相关业务会议在青海省召开，增强在青海省开展生态学基础和应用基础研究的氛围。

(4)增加青海省内相关业务专家、学者和管理人员去国家基金委挂职和锻炼的机会。

(5)增加青海省生态方向和领域的将帅型人才的培养及引进，如在青海省“千人计划”人才的设置上适当给予倾斜。建议国家基金委对青海省区域生态学专家在杰青和优青等人才项目与重点基金项目申请中，适度给予支持和帮扶，使青海省的生态学研究由协作型向合作型和主导型转变。

(6)建议在国家基金委的支持配合下，由青海省科技厅主导，设立青海省生态学研究重大科技专项(俗称“青海省生态学研究973项目”），这样既能稳定青海省生态学研究的队伍，留住青海省生态学研究的人才，又能提高青海省生态学研究水平，一举多得。如基于在青海省的各单位(包括中央驻青科研院所)原有的生态学研究站点、重点实验室和以前的研究积累，以草地、湿地、荒漠主要陆地生态系统为研究对象，以青海省寒区恢复生态学重点实验室、青藏高原湿地生态重点实验室、青海省自然地理与环境过程重点实验室、海北站、二江源站、海东农业站、珍秦草地站、沙珠玉站、青海湖湿地和环境监测站等为平台，开展联网控制研究，研究青海省主要生态系统对全球气候变化和人为扰动的响应反馈机制与预测预警，深刻揭示高寒生态系统的演替过程和机制，为青海省生态文明先行区建设和青海省“一优两高”战略的实施提供科技支撑保障，显著提升青海省在该领域生态研究中的影响和地位，促进青海省在生态学研究领域的科技创新。

参考文献：

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基金项目：

国家重点研发计划项目（2016YFC0501901)；青海省科技厅重大科技专项（2019-SF-A12；2018-NK-A3-3； 2016-NK-A7-BA-02)，青海省科技厅项目（2018-SF-136)，青海省自然科学基金面上项目（2019-ZJ-908)；青海三江源生态保 护和建设二期工程科研和推广项目（2017-S-1)；中国科学院科技服务网络计划(KFJ-STS-ZDTP-056-2)；第二次青藏高原综合 科学考察研究项目（2019QZKK0302)。

作者简介:

周华坤，男，博士，研究员，主要研究方向:恢复生态学及生态管理。

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