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东北地区天然湿地面积956.2 万公顷，占我国湿地面积20.7%;其中近70%为沼泽湿地，占全国沼泽湿地面积的33.3%。在涵养水源、提供生物栖息地、维持生物多样性等方面发挥重要功能。由于开垦和引排水等导致湿地大面积丧失和退化。据调查，近25 年，三江平原湿地丧失71%，松嫩平原丧失23%。现存湿地近72%受到不同因子威胁，生态功能下降。亟需开展湿地恢复、重建研究与示范。
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项目背景：东北黑土区每年可调出商品粮食占全国的 1/3.被誉为国家粮食安全的“压舱石” ，保护好黑土地这一耕地中的“大熊猫”已成为国家战略。由于目前黑土地耕地质量监测和预警能力不足，导致黑土地耕地质量本底不清、变化不明，难以支 　　撑黑土地耕地安全利用和保护国家战略的实施，亟需突破耕地质量监测与预警关键技术瓶颈，建立立体监测技术体系与预警系统，为黑土地耕地质量常态监测与预警提供技术支撑。
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黑土地农用土壤质量退化严重威胁国家粮食安全，但是区域尺度黑土地质量退化研究相当薄弱，导致黑土地质量退化过程不清，其对作物产量限制的机制不明，阻控途径缺乏等问题突出，难以支撑黑土地保护利用国家战略的实施，亟需开展黑土地质量退化过程与阻控途径研究。
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城市生物多样性提升是“全球生物多样性框架”的重要组成部分，更是城市生态安全和居民健康的重要保障。结构单一、景观破碎、管护过度的城市绿地系统导致生物多样性贫乏、食物网结构不完整、生态服务功能低下、生物多样性和生态服务功能不协调等问题。因此，探明城市生物多样性提升的关键制约性因子，研发城市绿地生物多样性和生态系统服务功能协同提升的关键技术，对于提升城市生物多样性、改善城市生态环境质量、促进生物多样性保护具有重要意义。
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针对东北莎草类沼泽原生优势植物难以恢复问题，以生态修复的“限制性因子原理”为指导，揭示东北典型沼泽植被恢复的种源限制机制，阐明莎草类优势植物种子萌发的生理抑制与环境调控机理。研发典型沼泽植物种子多途径靶向萌发诱导技术、多源种源补给技术，实现沼泽植被近自然恢复，并开展技术应用。支撑我国沼泽湿地保护和修复重大工程，服务“东北森林带”生态屏障建设。
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项目面向“地球系统与全球变化”重点专项指南的支持方向“湿地生态系统对气候变化的响应、风险评估及生态安全调控”，选取湿地集中分布、增暖效应显著、垦殖程度极高、人类活动差异显著的东北和长江中下游为研究区，针对气候变化和高强度人类活动双重胁迫下的湿地损失和功能退化等重大生态与环境问题，研究湿地生态系统多样性格局演变特征和关键生态过程对气候变化的响应机理，厘清湿地生态功能稳定维持机制，科学评估气候变化和人类活动对湿地的影响，构建湿地生态安全调控技术体系，提出应对全球变化的适宜性调控策略，提升湿地服务功能，保障区域生态安全和水资源可持续供给，为国家制定调控战略和湿地保护方案提供科学依据。
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黑土地保护是保障国家粮食战略安全的重要举措，已上升到法律层面。保护性耕作是黑土地保护的关键措施，实施面积已超过1亿亩。根据习近平总书记“要把黑土地保护好、利用好”的重要指示，黑土地保护的最终目标是可持续利用，通过解决限制黑土地产能的瓶颈因素，充分发挥不同区域光-温-水-肥资源效能，促进耕地质量与产能协同提升，同步实现作物高产稳产、资源高效增效，稳固黑土地粮食安全“压舱石”的作用。
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东北黑土区在为国献“粮”策的同时，面临着土壤生物多样性严重下降致使生态系统功能削弱甚至退化的问题。在此背景下，如何有效保护和利用土壤生物资源、提升作物产能已成为黑土地保护与利用领域亟待解决的关键科技问题。开展土壤生物资源禀赋优化配置与生产功能协同提升技术研究与示范，有助于推动黑土地农业生产精准管理与生物多样性保护。
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习近平总书记强调“绿色是农业的底色、生态是农业的底盘”。《黑土地保护法》要求“综合采取工程、农艺、农机、生物等措施，保护黑土地及其周边生态环境，提升黑土地质量”；美国科学院、工程院和医学院联合发布的《2030科学突破推进粮农研究》报告，将“利用一种系统途径来理解粮农系统中不同要素之间相互作用”列为五大突破之首，并建议优先采用跨学科途径来解决农业最棘手的问题。东北黑土区作为国家粮食安全的“压舱石”和北方重要的生态安全屏障，正面临着因农业生产与水土资源匹配性差，生态景观破坏严重、结构不合理而引发的地力水平下降、水土流失等严峻问题。以耕地为核心，坚持“山水林田湖草”一体化保护和系统治理，将成为“全要素、全过程、多类型、多尺度”系统融合提升黑土质量和保障农业绿色可持续发展的有效途径。
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东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地，是我国粮食安全的“压舱石 ”。近年来除草剂施用的频次和强度逐渐增大，导致东北黑土区土壤除草剂残 留严重;土壤质量退化，严重威胁黑土地粮食安全和生态环境安全。《东北黑土地 保护规划纲要(2017—2030 年)》明确指出“推进农药减量增效，减少对黑土地的污染”。在此背景下开展东北黑土区典型除草剂高效消减与精准修复技术研究，尤为紧迫和重要，已成为保障黑土地农业绿色可持续发展的重要科技需求。
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