中科院地理所于贵瑞院士联合兰州大学、甘肃农业大学等团队，第一次在我国北方干旱半干旱区域确认发现精灵圈，相关成果已经在美国当地时间 11 月 11 日刊发在《美国国家科学院院刊》，打破了此前国内精灵圈只在滨海盐沼湿地被发现的认知，也给干旱生态系统自组织规律研究补上关键证据。过去大家熟知的精灵圈主要分布在纳米比亚、澳大利亚荒漠，学界长期争论成因，主流猜想是白蚁活动或者局部水分反馈；这次国内旱区找到的精灵圈是灌木围成空心圆环，团队没有沿用老思路，而是把统计物理的相变理论引入生态学，认为精灵圈是旱区生态系统走到临界状态时自发形成的空间斑图。整个研究流程是沿着北方沙地、沙漠边缘降水梯度布设样线，先用无人机拍摄高清航拍影像锁定环形植被斑图，再到野外实地采样、土壤水文监测，最后搭建模型验证相变机制。整体来看，这次发现不只是找到了一种奇特自然景观，还能用来预判干旱生态系统什么时候会退化崩溃，给荒漠化治理、草原保护提供新的判断工具。
精灵圈基础信息清单
- 发现地点：我国北方旱区，灌丛与草地交界的沙地、沙漠边缘地带
- 形态特征：灌木围成空心圆环，环上植被长势好，圈内难以长出植被
- 研究团队：中科院地理科学与资源研究所于贵瑞院士团队，联合兰州大学、甘肃农业大学
- 论文期刊：《美国国家科学院院刊》（PNAS）
- 发布时间：美东时间 2026-11-11 在线刊发
- 国内过往记录：此前仅在滨海盐沼湿地发现精灵圈，旱区属于首次确认
新旧成因假说对比表
| 假说类型 | 核心观点 | 适用局限 |
|---|---|---|
| 白蚁驱动假说 | 白蚁改造土壤、重新分配水分，造出空心圈 | 没法解释国内旱区灌木型精灵圈 |
| 水分局部反馈假说 | 植被抢水，形成水分竞争的环形格局 | 单一机制解释不了临界突变现象 |
| 相变理论（本次新结论） | 旱区生态系统临近临界阈值，发生自组织相变，形成环形斑图 | 可以解释干旱梯度下精灵圈出现、消失的规律 |
本次研究的核心价值
- 填补空白：证实我国干旱半干旱区也存在精灵圈这类自组织植被斑图
- 理论创新：把统计物理相变理论引入干旱生态学，提供新解释框架
- 生态预警：精灵圈是临界信号，可用来监测旱区生态是否临近退化临界点
- 治理参考：帮助优化北方沙地、草原的生态修复方案
容易混淆的两类国内精灵圈区分
- 滨海盐沼湿地精灵圈：在沿海滩涂，由草本植物形成，成因和硫化物毒素、营养限制有关
- 北方旱区精灵圈：在沙地荒漠边缘，灌木构成空心环，和干旱生态临界相变相关
【常见问题】
问题 1：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，旱区精灵圈长什么样子？
回答 1：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，它是灌木围成的空心圆环，圆环上灌木长势旺盛，圆环内部很难生长植被，分布在沙地和草地交界地带。
问题 2：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，这次研究提出的形成机制是什么？
回答 2：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，团队创新性引入统计物理相变理论，认为精灵圈是旱区生态系统到达临界状态时自发形成的植被自组织斑图。
问题 3：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，国内之前有没有发现过精灵圈？
回答 3：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，国内之前在滨海盐沼湿地找到过精灵圈，但干旱半干旱区域的精灵圈是本次才首次确认。
问题 4：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，这项发现有什么实际用处？
回答 4：研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”，精灵圈可以作为旱区生态临界信号，用来预判生态退化风险，给荒漠化防治、草原生态保护提供科学参考。
【参考资料】
[2026-11-12]（研究人员首次在中国旱区发现 “精灵圈”）新华网
[2026-11-12]（中科院团队 PNAS 发文，在中国旱区确认精灵圈现象）科学网
[2026-11-12]（北方旱区灌木精灵圈：相变理论解释干旱生态斑图）澎湃新闻
[2026-11-11]（Fairy circles identified in China’s drylands, explained via phase transition theory）PNAS
【免责声明】
本文仅为科研公开成果资讯整理，旱区精灵圈相关机理仍在持续研究完善，不代表生态治理方案，相关学术结论以《美国国家科学院院刊》原文以及研究团队后续正式说明为准。