图片：Juan José Gaitán，INTA（阿根廷）
旱地覆盖了地球约41％的陆地表面，并有三分之一的人类居住在那里。在这些地区，生活受到干旱的强烈影响，即雨水量与蒸发量之间的不平衡。从这个意义上讲，由于气候变化，全球干旱正在增加。由费尔南多·T·梅斯特（Fernando T. Maestre）领导的阿利坎特大学（UA）旱地生态与全球变化实验室进行的一项研究，并首次在《科学》杂志上发表，该研究首次揭示，随着干旱的增加，地球上的旱地生态系统经历了一系列突变。
“在研究中，我们发现许多生态系统特征是对干旱小幅度增加具有非线性响应。这意味着，由于干旱小幅度增 加，在某些水平上会出现更快甚至突然的变化。因此，该研究的合著者圣地亚哥·索利弗斯（Santiago Soliveres）解释说：“当超过某些干旱阈值时，生态系统就会发生不成比例的变化，甚至变得更加干旱。”
变化的三个阶段
研究人员确定了变化的三个阶段。首先，当干旱水平超过0.54左右时，“生态系统因缺水而受到限制。植被发生变化，它成为适应干旱的物种（如草丛和灌木）的主宰，许多地区已经如此。 梅斯特说。
在这些初始植被变化之后，当干旱值超过0.7时，土壤变得更加贫瘠了。它失去了结构，变得更容易受到侵蚀。此外，在维持土壤养分中起关键作用的土壤生物受到根本影响，病原体占具主导地位，但有益生物消失了。
最后，干旱度超过0.8时，多样性和植物覆盖率突然丧失。“一旦超过此阈值，缺水将使植物无法在这些条件下繁衍生息。生物活动急剧减少，生命只有在偶然降雨才出现。生态系统已成为沙漠。”梅斯特说。
到2100年将影响全球土地的20％
根据气候预测，到2100年，地球上超过20％的土地可能会超过本研究确定的一个或几个干旱阈值。“生命不会消失，但我们的发现表明，这些生态系统可能会经历突然的变化，这项研究的主要作者，UA旱地生态与全球变化实验室的研究员米格尔·贝尔杜戈（Miguel Berdugo）表示，到2020年1月，将减少为超过20亿人口提供生态系统服务的能力，例如土壤肥力和生物量生产。
减少负面影响
这项研究的发现对于理解气候变化对旱地生态系统的影响具有重要意义，因为它们可以帮助制定缓解措施。梅斯特说：“尽管我们不会阻止气候变化，但我相信我们仍可以将其对这些生态系统的负面影响降至最低，这对于实现可持续发展至关重要。” 他说：“通过提供有关干旱增加时植被和土壤特性如何变化的信息，并通过绘制最敏感的地区图，我们的结果可以用于优化监测和恢复工作，保护生物多样性并避免这些生态系统的荒漠化。”。这项研究的合著者里卡德·索莱（Ricard Solé），进化生物学研究所（IBE，UPF-CSIC）的ICREA研究员，庞培法布拉大学的讲师，补充道：“这项研究将有助于开发潜在的干预方案，其中可能包括使用合成生物学来修改处于危险之中的生态系统。”
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