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        沈鐳、李德龍等在Global Change Biology發表論文揭示植被響應干旱時間尺度的長期變化趨勢

        干旱是造成植被死亡的主要驅動因素之一。在未來氣候變化下干旱的強度、持續時間和頻率會進一步增加,從而導致更高的森林死亡。目前的植被-干旱耦合研究很大程度上被忽視了植被響應干旱的最佳時間尺度(反映植被對干旱敏感性的一個關鍵指標),要么考慮了干旱時間尺度但忽略了干旱尺度的時間演變趨勢,或考慮了植被-干旱敏感性的時間演變趨勢而未能考慮干旱時間尺度的影響。在考慮到過去三十年植被對干旱的最佳響應時間后,植被對干旱是否變得更加敏感仍不清楚。

        我們的研究旨在同時考慮植被-干旱耦合的時間尺度和時間演變趨勢,從而更全面、更穩健地理解植被-干旱耦合關系。通過利用衛星觀測的長期 NDVI 數據和多尺度SPEI 干旱數據,我們采用最優時間尺度識別方法評估了過去三十多年(1982-2015)植被-干旱耦合關系的時間變化趨勢。并用隨機森林方法識別30 個氣候、環境和植被生理特性因子對植被-干旱耦合關系時間演變的作用機制。

        考慮最佳響應時間后,全球植被響應干旱的時間尺度顯著增加,NDVI 與干旱之間的相關性隨時間推移而下降。這種植被-干旱耦合的減少主要是在缺水地區觀察到的,盡管其初始相關性相對較高。然而,水分過剩地區的植被在前期與干旱耦合程度較低,但隨時間演變容易出現增加的趨勢。通過隨機森林分析,觀測到的變化可能是由大氣 CO2增加的趨勢引起的。我們的研究結果突出了水分過剩地區比水分匱乏區更緊迫的干旱風險,這提高了我們對長期植被-干旱關系的理解,并為理解氣候條件變化下未來植被對干旱的敏感性提供了重要的見解。

        此外,植被與干旱的耦合關系隨著時間變化卻容易出現下降趨勢,這一結果與最近的一些結論相矛盾。通過討論,發現植被與干旱的相關關系無法與植被-干旱的敏感性等同,不適合直接用來度量植被相應干旱的敏感性,因此需要其他途徑量化植被干旱的耦合關系。

        研究成果發表在Global Change Biology上,中國科學院地理資源所的李德龍助理研究員為第一作者,通訊作者為沈鐳研究員和李德龍助理研究員。合作研究人員包括中國科學院地理資源所鐘帥副研究員,山東大學的吳舒堯副教授。




        圖1. 全球植被-干旱的時間尺度和相關關系的時間演變趨勢




        圖2. 水資源匱乏區和盈余區植被-干旱的不同變化趨勢



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