近日,学院时伟宇教授团队在《地球未来》(Earth’s Future)期刊发表了题为《湿润大河流域中日益加剧的干旱对植被生长影响的时序与物候调控:来自全球对比的启示》( Temporal and Phenological Modulation of the Impact of Increasing Drought Conditions on Vegetation Growth in a Humid Big River Basin: Insights From Global Comparisons)的研究论文。
该研究聚焦气候变化背景下干旱频发对湿润区生态系统的潜在影响,以长江上游流域为核心研究对象,基于多年遥感观测数据,系统评估了不同季节性干旱对植被生长的影响,并探讨了干旱发生时间与植被物候阶段的交互调控作用。
长江上游流域地形起伏大、气候多样、植被类型丰富,生态系统异质性显著。尽管该区降水充沛,传统观点认为植被主要受温度和辐射限制,对水分胁迫不敏感,但近年来该区域季节性干旱呈加剧趋势。干旱发生时间与植被的物候过程可能决定生长模式与碳固定能力,不同植被类型在不同生长阶段对水分胁迫的敏感性存在差异。因此,在复杂的地形和水热条件背景下,长江上游的植被对干旱的响应呈现出更强的空间异质性,亟需深入理解其生态系统的抗性与恢复力,并结合跨流域对比,探索湿润气候区在不同物候阶段下的干旱响应机制,以支持区域尺度的生态管理与气候响应策略。
为此,时伟宇教授团队基于长江上游流域的长期遥感数据综合分析,探讨湿润气候区植被在不同物候期对干旱的响应机制,并通过跨流域比较揭示其对水分变化的响应特征。
结果表明,与传统观点认为湿润生态系统较少受干旱胁迫不同,长江上游流域 2000 年以来干旱事件的频率和强度显著上升,表明即使在降水充沛的地区,全球气候变化仍可能导致水分供需失衡。2000-2018年间,植被对干旱的敏感性逐渐降低,反映出植被可能已通过生理调节适应长期水分胁迫,或生态系统已进入新的动态平衡状态。持久性森林因依赖深层土壤水库而具有较强抗旱能力,而恢复森林和草地则更易受干旱影响,尤其是浅根系植被对水分获取能力的限制。此外,干旱发生的时间对植被响应起关键作用,生长季晚期干旱的影响最为显著。对比分析显示,长江上游流域在干旱响应模式上与尼罗河流域相似,而刚果河流域的热带雨林则因较高水分储存能力能有效缓冲干旱影响。随着干旱事件加剧,湿润生态系统曾被认为的缓冲作用可能不足以抵御干旱风险,研究提出“干旱-物候双重调控框架” ,强调未来评估植被对气候极端事件响应时需综合考虑区域生态特征、干旱发生时间与植被的物候过程,为预测气候变化下生态系统脆弱性和碳汇功能提供了理论支撑与方法创新。
西南大学为论文第一署名单位,时伟宇教授为论文最后通讯作者,博士研究生肖君澜为论文第一作者。该研究受国家自然科学基金、重庆英才-领军人才创新创业示范团队、农业农村部神农英才计划、重庆市杰出青年基金等项目共同资助。
论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024EF005720