这一预测不仅揭示干旱地区对植被生长持续不利的响应,也凸显协调规划生态恢复、农业管理和水资源利用的紧迫性。
王树东研究员介绍说,长期以来,干旱地区在粮食、能源、水资源和生态系统服务等方面的可持续发展问题日益引起关注,干旱地区的水文与水资源对促进干旱地区的发展尤其关键。但就目前而言,在人类干预和气候变化背景下,关于干旱区水资源对农业与社会经济发展、生态系统管理的响应特征尚缺乏共识,未来植被动态和陆地水储量响应的转变仍存在知识空白,特别是在全球气候变化的大背景下,干旱地区农林业和畜牧业的管理面临挑战。
本项研究中,合作团队主要基于卫星获取的植被产品(归一化植被指数、叶面积指数、光合有效辐射吸收比率、总初级生产力和植被光学厚度),以及卫星和模型获得的陆地水储量数据(陆地水存储异常和土壤湿度)开展研究工作,量化了干旱地区植被生长与陆地水储量之间的关系。
研究团队通过整合卫星观测数据和模型输出发现,自1982年至2016年,全球干旱地区的植被生长总体呈增加趋势,而陆地水存储则呈下降趋势。尤其是在以农田为主的地区,干旱地区的绿度变化与陆地水储量之间呈现出明显的负相关关系,这种关系在植被生产力增长速率较高的情况下,尤为显著。进一步研究发现,干旱地区的水储量减少并非径流,而主要受降水和蒸散发变率的影响。
研究团队分析人类活动对干旱区水文状况的影响显示,干旱地区植被生长与陆地水储量之间的关系受到多种因素的影响,包括区域环境、气候要素和人类活动。其中,农作物种植和畜牧业是干旱地区的主要经济活动,由此带来的对植被生长对水资源的需求在不断增加,这将影响到全球约51.7亿人口,其中包括发展中国家64%的人口。
王树东表示,该项研究为深入理解干旱地区生态系统变率与转变提供重要线索,也为干旱地区的可持续发展和资源管理提供科学依据。
这项干旱区生态水文响应研究领域取得重要成果的研究论文,由中国科学院空天院、中国气象科学研究院和美国布朗大学等合作完成,近日在国际专业学术期刊《npj-气候与大气科学》(npj Climate and Atmospheric Science)发表。(完)
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