地球拥有多种类型的生态系统，包括陆地、海洋、淡水、森林和草地。生态系统不仅可以为人类提供生产生活所需的物质资料，还可以净化大气环境，提高区域的水源涵养和土壤保持能力，维持生物多样性，为人类生存与发展提供重要的物质和环境基础。

黄土高原位于我国中北部、黄河中游地区，受限于自然条件，该区域水土流失严重、土壤保持能力低，需要解决生态环境退化问题。自20世纪70年代以来，我国针对黄土高原的生态问题实施了大量的水土保持措施，例如：梯田植被种植、自然植被恢复、堤防建设等。经过长期的不懈努力，黄土高原生态环境面貌逐步改善，经济社会取得长足发展。中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员傅伯杰主持的“黄土高原生态系统过程与服务”项目荣获2020年度国家自然科学奖二等奖。

生态系统服务是搭建人与自然的桥梁。傅伯杰院士团队领衔的项目将生态系统过程与服务有机结合，建立了河流输沙量变化归因诊断方法，阐明了黄河输沙量大幅减少的驱动机制；定量揭示了植被恢复中固碳和产水的权衡关系，量化了水资源植被承载力阈值；研发了区域生态系统服务综合评估与优化模型，提出了多目标优化的土地利用配置方案。

经过多年研究，傅伯杰院士团队发现，土地利用类型、坡面、小流域和区域多个尺度上开展的土地利用结构与水土过程相互作用研究系统阐明了土地利用格局对土壤水分、养分和土壤侵蚀过程的影响。生态恢复过程中固碳与产水服务存在权衡关系及其时空变异规律。黄土高原植被承载力分析表明, 其植被恢复规模已接近区域水资源可持续承载力阈值。另外区域生态系统服务综合评估与优化模型系统的构建使得面向生态系统服务多目标优化的土地利用优化配置成为可能。

“黄土高原生态修复具有中国的特殊性，也具有世界普遍性的意义。”傅伯杰说。如今，他与团队又把目光对准黄土地上人与环境的相互作用以及全球变化对生态系统服务的影响，以期为区域科技、经济发展以及未来地球科学发展提供科学依据。

文：科技导报社副编审、清华大学博士 祝叶华

审稿专家：北京工业大学城市建筑学院副教授 刘元坤

中国科协科普部

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来源: 科普中国-重大科技成果解读

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