北方植被对骤旱抵抗能力显著下降（2001-2022）：气候变化下的生态系统脆弱性新证据

《Nature Communications》：

本期推荐：研究团队通过多源土壤湿度数据（ERA5/GLDASv2.1/GLEAMv3.8a）结合卫星观测（MODIS-GPP/OCO-2-SIF），首次量化了北半球植被生产力对骤旱（flash drought）的抵抗能力（resistance）时空演变。发现东亚、北美西部等热点区域抵抗能力下降达27%（±5%），主要归因于蒸汽压亏缺（VPD）增加和植被结构敏感性增强。该成果为气候变化下生态系统稳定性预警提供了关键指标，发表于《Nature Communications》。

　　气候变化正在重塑全球干旱格局，传统缓慢发展的干旱逐渐向突发性强、强度大的"骤旱"（flash drought）转变。这类干旱在数周内即可对生态系统造成毁灭性打击，如2012年美国大平原骤旱导致农业减产和碳汇功能崩溃。然而，植被如何应对这种新型干旱威胁？其抵抗能力是否随气候变化发生改变？这些问题直接关系到全球碳循环预测和生态风险管理。来自中国科学院等机构的研究团队杨张（Miao Zhang）等人通过创新性的多维度分析，首次揭示了北半球植被对骤旱抵抗能力的时空演变规律。

研究采用三大关键方法：（1）基于ERA5、GLDASv2.1和GLEAMv3.8a土壤湿度数据识别骤旱事件；（2）利用MODIS-GPP和OCO-2-SIF双卫星系统量化植被生产力响应；（3）应用随机森林模型解析驱动因子贡献率。样本覆盖2001-2022年生长季的全球植被区。

全球格局分析显示，66%植被区在骤旱期间光合作用下降速率（-12±0.4%/8天）显著高于缓旱。东亚、北美西部等热点区域尤为突出，植被从未受干扰状态到最大响应时间仅34±0.1天，比缓旱短5天。这种差异在干旱区更显著，表明水分限制区生态系统更脆弱。

时间趋势分析揭示惊人发现：东亚、北欧等8个IPCC-SREX区域抵抗能力以6-27%幅度下降，其中东亚达16±3%。随机森林模型显示主导因子存在区域异质性：东亚53±17%的下降源于叶面积指数（LAI）敏感性增强；北美西部46±6%归因于VPD和温度升高；而南非54±7%由土壤干旱驱动。值得注意的是，部分区域（如中北美）抵抗能力反而提升，这与干旱发生时间推迟或植被水分利用效率（uWUE）改善有关。

讨论部分指出，VPD和土壤干旱的复合胁迫是抵抗能力下降的主因。37%的北半球植被区已显现显著脆弱性，这对实现碳中和目标构成挑战。研究创新性地将骤旱生态影响量化时间尺度精确到次季节水平，为发展早期预警系统奠定基础。作者建议未来应关注：（1）植被恢复动态；（2）更高时空分辨率监测技术；（3）农作物关键生长期防护策略。

该研究首次系统揭示了气候变化下生态系统抵抗力的空间分异和时间演变规律，其建立的"抵抗能力-响应时间-下降速率"评估框架为理解陆地碳循环对极端事件的响应提供了新范式。随着骤旱频率预计持续增加，这些发现对全球生态系统适应性管理具有重要指导意义。