植物多样性应对气候变化：探索森林–草原交界面 | 「拯救2050计划」

导语

为了支持面向未来的创新工作和青年人才，集智俱乐部发起了「拯救2050」项目计划。生物多样性问题与气候变化、人居环境息息相关，是未来30年的重要科研与社会议题。由李周园、马天啸、彭莳嘉三位年轻的集智社区成员发起的「植物多样性应对气候变化：探索森林–草原交界面」课题，成为「拯救2050」计划首批项目。该课题将以中国北方森林-草原景观交界面为主要研究区域，综合多种方法数据，讨论气候变化下植物群落物种多样性与功能多样性空间格局的变化，以及植物生物多样性格局如何影响区域气候调节功能。详情见下文。

本项目欢迎各界朋友关注支持，尤其是对复杂系统与开源科学感兴趣，对数据挖掘、系统建模有经验的朋友。第一轮项目合作者募选和对接截止日为2022年2月22日。

李周园、马天啸、彭莳嘉 | 图&文

项目背景

生物多样性是地球生命共同体构成基础，是维系和发挥生态系统整体功能的基石。对生物多样性的科学探索是一个经典的主题——孟德尔对豌豆多样性的观察和实验，奠定了遗传学规律的发现；达尔文对岛屿不同种群山雀喙部形态和采食功能分化的比较，启发了进化论的提出。人们在对生物多样化的测度和记述中，积累了丰富的信息和数据，而对其背后隐含的规律，进行思考分析、建模和归纳，提炼形成各种理论和学说，推动生物学科学史不断向前。联合国将21世纪第二个十年2011~2020确定为“联合国生物多样性十年”，期间中国成立了国际生物多样性年中国国家委员会，提出《中国生物多样性保护战略与行动计划》。2021年联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（COP15）第一阶段会议在中国昆明举行，总结全球在生物多样性保护方面的经验，共谋未来十年生物多样性保护蓝图。

2021年，政府间气候变化专业委员会（IPCC）发布第六次评估报告第一组报告，指出全球气候系统正在发生难以逆转的升温，预计于2040年全球整体自1850-1900年以来地表平均温度水平上升将达到或超过1.5℃，极端气候加剧，特别是高纬度地区的气候变幅和不确定性将更大，应该加强关注局地气候系统变化的减缓与适应。2021年我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标，应对和适应气候变化，优化生态系统空间格局、提升生态系统质量与服务功能。气候变化及为减缓和适应气候变化所做出的改变，是人口增长与能源利用方式改变驱动下全球复杂巨系统在历史进化中的选择，理解和把握这种选择需要综合多尺度、多维度和多过程的系统思考。

气候变化将给陆地生态系统带来怎样的影响，陆地生态系统的演变将如何响应和反馈，森林与草原作为陆地生态系统重要的基础组分反映着环境变化，同时植物多样性格局与区域气候系统相互作用密切、共同演进。当代生态学研究中，遥感观测、地理信息技术、长期观测积累的物种与环境大数据，为在大尺度上探索生物多样性与气候环境的相互作用关系等宏观科学规律的发现注入了新的动力，使生态学朝向更加定量化和可预测的“硬科学”迈进。这种资料积累与技术手段上的日益成熟，加之越来越多的互联网共享与计算平台的开源协作环境的形成，为我们加快认知从植物个体到生态系统整体系统功能的涌现规律、解析生态系统本身的复杂性，提供了更高效的途径。

这次发起的项目将在中国北方森林–草原景观的交界面上开展探索研究。这一研究区域地处中纬向高纬延伸的生态过渡带，拥有丰富的生物多样性，向东拱卫着我国广袤的松辽平原与华北地区大城市群，具有典型的临界性与复杂性，是观测植被动态、气候变化与人类活动的前沿哨岗和天然实验室。项目研究围绕植被–气候耦合过程，在生态学跨层级的多尺度框架下，基于开源信息资源和大数据分析手段，探究植物群落多样性组成与区域气候变化之间的时空格局特征与作用规律。

项目研究目标

本项目通过整合遥感观测、地理和气候环境、地面调查以及植物物种数据库的信息源，构建物种分布模型及生境气候变化数据库，进行系统模拟与统计分析，旨在揭示关键区域植被–气候耦合关系和互作机制，为保护陆地生态系统多样性、合理规划发展植被资源、减缓及适应区域气候变化提供科学实证依据。通过这一项目的推动开展，将回答以下科学问题。（1）气候变化下植物群落物种多样性与功能性状多样性空间格局如何变化？（2）植物生物多样性格局的变化将如何导致区域气候系统调节功能的改变？

项目思路框架

预期成果

全球环境、地理与物种开源数据库的本地化数据库，开源模型和代码、开源研究论文、学术研讨、读书会和科普讲座活动。

项目发起人

李周园，北京林业大学草业与草原学院讲师，清华大学博士、北京大学生态研究中心博士后，集智俱乐部科学家社区成员。

马天啸，中国科学院沈阳应用生态研究所助理研究员，中国科学院大学博士。

彭莳嘉，北京大学生态研究中心博士后，中山大学博士，集智俱乐部订阅号审稿人。

三位项目发起人长期从事宏观生态学、气候变化、时空数据建模与生物多样性保护领域研究，在国内外生态和环境领域重要期刊发表多篇研究论文，主持多项科研课题。

欢迎各界朋友关注和支持这个项目。特别是对复杂性、系统科学和开源数据科学感兴趣，对数据挖掘、系统建模有经验的朋友，如果您有参与合作的具体设想，欢迎发送您的想法到项目团队发起人联系邮箱（[e-mail]）和集智俱乐部「拯救2050计划」项目负责人邮箱（[e-mail]）联系沟通，第一轮项目合作者募选和对接将于2022年2月22日截止。

推荐阅读主要相关参考文献

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本项目在筹备和发起过程中得到了诸多专家同行的支持和指导，恕不一一列出，在此特致谢忱！

关于拯救2050计划

世界呼啸向前，逐渐逼近人们想象中的2050技术奇点。未来世界的技术会让人类永生还是毁灭？虚拟世界与现实世界将怎样并行？什么样的创新工作才能够引领人类走向2050？带着这些问题，集智俱乐部联合X-Order等机构推出「拯救2050」项目计划，以三思营、学科大哉问、科研马拉松、天使投资等方式支持面向未来的创新工作和青年人才。我们相信，投资年轻人就是投资未来。欢迎有想法的年轻人联系我们，共同探索。

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