多时段干旱与植被的适应性：中亚地区的滞后累积效应及恢复力动态

《Ecohydrology》：Multitemporal Drought-Vegetation Adaptation: Lag-Cumulative Effects and Resilience Dynamics in Central Asia

　　干旱对中亚植被响应的影响及恢复机制研究

　　

摘要

全球变化的加剧以及人为活动的增多进一步恶化了中亚（CA）的干旱状况，威胁到了该地区的生态系统可持续性和社会经济稳定。尽管之前的研究已经描述了干旱的时空分布模式，但对植被响应的系统性评估（特别是关于滞后效应、累积影响和适应策略方面）仍然不足。因此，本研究利用了1982年至2022年的多源遥感和水文数据集（如标准化降水蒸发指数[SPEI]、归一化植被指数[NDVI]、太阳诱导叶绿素荧光[SIF]以及重力恢复与气候实验-干旱严重程度指数[GRACE-DSI]），来量化干旱对植被的滞后和累积影响，并通过干旱抵抗力和恢复能力来评估中亚的生态系统响应。研究结果表明：（1）中亚地区植被对干旱的响应存在显著的滞后和累积效应，在64.5%的中亚区域，4-8个月时间滞后时的SPEI-NDVI相关系数（MCC）超过0.4；特别是在中亚南部，10-16个月时间尺度上的累积影响尤为明显；（2）草原和农田对干旱的敏感性最高（DS），其SIF变化最为显著；同时约67.2%的中亚地区表现出较强的抗旱能力，但在极端干旱事件（如2001年和2021年）期间，抗旱能力明显下降；（3）短寿命和中寿命植被具有较强的干旱后恢复能力（即恢复指数[RI] > 0.75），而长寿命植被的恢复速度较慢且变化较大；自2020年以来，中亚地区的平均植被恢复能力显著下降。本研究加深了对中亚干旱与植被相互作用机制的理解，并为识别易受干旱影响的区域、评估生态系统功能以及制定适应性环境管理策略提供了数据支持。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

重建的GRACE TWSA数据来源于https://zenodo.org/records/10040927，GLDAS数据来源于https://disc.gsfc.nasa.gov/。ERA5温度和露点数据来自https://cds.climate.copernicus.eu/，SIF数据来自https://globalecology.unh.edu/data/GOSIF.html，NDVI数据来自https://daac.ornl.gov/VEGETATION/guides/Global_Veg_Greenness_GIMMS_3G.html。