已有研究表明,干旱是影响陆地碳循环的关键影响因子。干旱可通过直接的生理胁迫(如水分短缺)和间接的生态扰动(如野火、虫害)显著降低植被生产力。不同生态系统对干旱的响应存在显著差异。标准化降水蒸散指数(SPEI)作为一种综合指标,已被广泛用于评估干旱对植被的影响。然而,现有研究多关注历史干旱事件,对未来干旱长期影响的全球评估仍显不足,尤其是在不同共享社会经济路径(SSPs)情景下的比较分析较为稀缺。本研究聚焦于探究未来气候变化背景下干旱对植被生产力(GPP)的影响,特别是不同强度干旱(轻度、中度、极端)对全球不同气候区和植被类型的具体作用。这一问题至关重要,因为植被是陆地碳汇的重要组成部分,其生产力受到干旱的显著影响,进而可能会削弱生态系统的碳吸收能力,影响全球碳平衡和气候调节功能。本文研究了未来不同强度的干旱对植被生产力(GPP)的影响,揭示了极端干旱事件频率增加对不同气候区和植被类型的差异化影响,并强调了在制定生态系统缓解策略时考虑植被和气候响应的重要性。

图1. 干旱事件的定义以及对植被生产力影响的示意图

图2. 全球不同区域在未来气候情景下(SSP2-4.5和SSP5-8.5)干旱对GPP影响的空间分布。图a中展示了由IPCC报告(SREX)中定义的全球区域划分,并使用国际地球生物圈计划(IGBP)对全球植被类型进行分类。上图b, d显示了在SSP2-4.5气候情景下2041–2070年和2071–2100年干旱对GPP影响的百分比变化。不同区域的GPP下降幅度不同,图中以百分比形式呈现出各区域因轻度、中度和极端干旱而造成的生产力影响。图c, e展示了SSP5-8.5情景下的干旱影响。
研究结果显示,在SSP5-8.5情景下,极端干旱事件对GPP的影响较为明显,但总体来说影响程度略低于SSP2-4.5情景。与SSP2-4.5情景相比,SSP5-8.5情景中的湿润地区受到的影响较小。干旱区受到的影响比湿润地区要大得多。并且,在2071–2100年间的干旱影响较2041–2070年的会更加明显。极端干旱导致的GPP下降最为严重,尤其是在非洲撒哈拉以南地区。总的来说,上图突出了干旱对全球不同区域植被生产力的影响,并展示了气候情景下的变化趋势,特别是干旱地区受影响更大。
本研究的多学科方法(如气候建模、生态学、气象学和碳循环研究的结合)为理解气候变化对自然生态的全面影响提供了新的视角。其结论不仅对气候变化研究有着深远的理论意义,也为全球气候行动和生态保护合作提供了数据支持,推动了全球共同应对气候变化的行动。
本文第一作者为十大博彩网址大全
陈正,中北大学孙桂全教授以及扬州大学封国林教授为共同通讯,相关论文已发表在《Geophysical Research Letter》上。
原文链接://doi.org/10.1029/2025GL115616