全球气候持续变暖、降水格局改变、极端气候事件频发等现象正在深刻影响陆地生态系统的结构与功能。干旱区植被作为生态安全的关键屏障,其对气候变化的响应敏感性与恢复能力直接关系到区域生态稳定性。然而,当前对于干旱区植被敏感性与恢复力的时空分异、多因子驱动机制及可量化阈值仍缺乏系统认识。针对这一科学问题,中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生态系统与环境演变研究团队以全球中纬度干旱区核心区-中国西北干旱区为研究区域,在气候变化对生态系统稳定性的影响方面开展了系统研究。
团队构建了EVI-VSI协同框架,结合多源数据系统解析了2000年以来我国西北干旱区植被生长与敏感性的时空动态。结果显示:EVI呈显著带状差异,VSI无显著带状差异;EVI显著上升,VSI非显著下降;2010年后出现“温度主导减弱、辐射主导增强”的转折,半干旱区辐射主导比例显著跃升,干旱区降水主导占34.90%(显著高于湿润区12.86%),揭示了“辐射替代温度”的驱动转变。进一步,结合XGBoost-SHAP与AC1框架,定量解析了多因子对植被恢复力的非线性调控。结果显示:恢复力呈“东高西低”格局,高值区集中于秦岭-大巴山混交林和森林-草原过渡带,低值区分布于荒漠-绿洲和草原-黄土生态系统;区域恢复力总体显著增强,2017年为转折点(荒漠-绿洲由降转升、草原-黄土升速减缓、森林-草原过渡带持续减弱、秦岭-大巴山由升转降);驱动机制为“气候主导、区域异质”,各亚区分别表现为温度主导、水热耦合主导、降水主导及水热-辐射-养分耦合主导,为差异化生态修复提供了关键技术参数。
两项研究互为补充,分别从植被敏感性与恢复力两个维度,系统揭示了西北干旱区植被对气候变化的响应规律与调控机制,为区域差异化生态保护与修复提供了科学依据与技术参数(亚区优先序),也为全球中纬度干旱区(如中亚、北美大平原)的植被管理提供了重要参考,助力实现联合国可持续发展目标SDG15.3(土地退化零增长)。系列成果发表于《Ecological Indicators》和《GIScience & Remote Sensing》等期刊。新疆生态与地理研究所鲁元波博士为论文第一作者,于洋研究员为论文通讯作者。以上研究得到国家重点研发计划“气候变化对我国干旱、半干旱区生态系统的影响及生态风险评估”的支持。
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