近日,首都师范大学资源环境与旅游学院的刘祥平、胡卓玮、王永财等基于2001—2023年中国陆地生态系统多源遥感观测数据,采用趋势分析与相关性分析等方法,系统地评估该区生态系统的水分利用效率的时空演变特征、季节变化规律及其对干旱的响应机制,结合XGBoost-SHAP可解释性机器学习模型与局部加权回归拟合曲线拟合方法,进一步量化了干旱胁迫因子的非线性响应特征与阈值效应。该项研究内容与相关结果发表于新出版的《水土保持通报》上,旨在增强中国植被的固碳能力,优化水资源配置,为制定中国生态系统保护政策提供科学依据。
陆地生态系统通过植被的光合作用和蒸腾作用调节土壤和大气之间的能量交换及水循环过程,从而强化了陆地表面与大气之间的碳-水耦合过程。生态系统水分利用效率是刻画陆地生态系统碳增益和水分损失权衡关系的重要指标,反映植物在资源受限条件下的生理调节能力。中国生态系统类型复杂多样,不同气候带、植被类型与水热条件共同塑造了显著的区域生态差异。因此,在全球气候变化加剧的背景下,研究植被水碳协同机制对于精确管控区域生态风险具有重要意义。
研究结果显示:中国陆地干旱具有显著的季节差异。春季极端干旱的发生频率最高,影响面积最大;夏季水分利用效率最高,其春季的增长由总初级生产力与实际蒸散量共同驱动,夏、秋季则以总初级生产力主导,且呈现自南向北递减的格局;干旱对水分利用效率的作用具有区域依赖性和季节敏感性。温带地区植被水分利用效率对夏季干旱最为敏感,而热带和亚热带地区主要在春季干旱条件下表现出更强的响应;春季水分利用效率受土壤水分和蒸散发的共同调节,夏、秋季则主要受土壤水分主导。温带荒漠区和青藏高原高寒植被区水分利用效率对低土壤水分条件表现出更强的水分胁迫响应。
研究结果显示,干旱对水分利用效率的影响存在显著的季节差异,并主要受土壤水分条件制约。加强旱季的水分管理并优化植被结构,是提升中国陆地生态系统抗旱韧性,应对气候变化与生态风险的关键策略。
相关论文信息:https://doi.org/10.13961/j.cnki.stbctb
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