東北地理所在氣候變化下東北地區(qū)驟旱演變機制及其生態(tài)影響研究取得新進展
????21世紀全球變化背景下農(nóng)業(yè)驟旱激增，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟社會影響巨大。東北地區(qū)是國家重要的糧食主產(chǎn)區(qū)和生態(tài)功能區(qū)，也是全球驟旱頻發(fā)的熱點地區(qū)。因此，了解驟旱演變對東北地區(qū)糧食安全和生態(tài)安全的影響具有重要現(xiàn)實意義。
中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水文與水資源學科組研究人員利用2000－2022年日尺度土壤水分數(shù)據(jù)，采用分位數(shù)法識別驟旱事件，分析了驟旱頻率和歷時演變特征，并基于斑塊尺度質心轉移法確定了驟旱的空間移動軌跡；采用氣候變量異常解析法揭示了驟旱的形成機制，量化了單個氣象因子和多氣象因子耦合對驟旱形成的貢獻率；最后，系統(tǒng)分析了生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力（GPP）對驟旱的響應度，明確了不同歷時驟旱對GPP影響的差異性。
研究發(fā)現(xiàn)，2000－2022年東北地區(qū)短發(fā)期驟旱大于長發(fā)期驟旱的影響范圍。驟旱影響范圍總體呈減少趨勢，但形成速度不斷加快。吉林省西部、內蒙古自治區(qū)西南部和遼寧省北部交界處驟旱最為頻發(fā)。與2001－2011年比較，2012－2021年驟旱開始、中期、結束時質心軌跡空間分布差異更為明顯，但主要呈東北－西南和東南－西北方向的移動軌跡。潛在蒸散、溫度、降水不足和蒸汽壓異常對驟旱形成的貢獻率分別為33％、28％、22％和16％。然而，不同地區(qū)單個氣象因子和兩因子耦合作用對驟旱形成的貢獻率差異顯著。東北地區(qū)GPP對驟旱的響應較為敏感，長歷時驟旱對GPP的影響比短歷時驟旱的影響更大。因此，全球氣候變化下，東北地區(qū)驟旱影響面積減少，但形成速度和空間動態(tài)度在增加，導致更嚴重的生態(tài)影響。研究結果深化認識了驟旱演變機制及其生態(tài)影響，為區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱風險應對和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。
該研究發(fā)表在極端天氣與氣候研究領域1區(qū)Top期刊Weather and Climate Extremes上，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所碩士研究生章清松和孫嘉豪為共同第一作者，吳燕鋒項目副研究員為通訊作者。該研究得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）（編號：XDA28020501和XDA28100105）等項目共同資助。
圖1．2002－2021年東北地區(qū)驟旱事件發(fā)生次數(shù)（a）和平均持續(xù)時間（b）的空間分布
圖2．2000－2011年（a）和2012－2021年（b）東北地區(qū)作物生長期驟旱事件開始、演化和結束期間質心的空間軌跡
圖3．東北地區(qū)引發(fā)驟旱的主要氣象因子的空間分布及六個典型區(qū)域主要氣象因子發(fā)生異常的時間占比。PRE、PET、TEM和VPD代表標準化降水指數(shù)、潛在蒸散發(fā)、平均溫度和蒸汽壓差。PET＆PRE、PET＆VPD和PRE＆VPD表示它們在驟旱發(fā)生期間同時出現(xiàn)的異常情況
論文信息：
Sun Jiahao，Zhang Qingsong，Liu Xuemei，Sun Jingxuan，Chen Liwen，Wu Yanfeng※，Hu Boting，Zhang Guangxin．2024．Flash droughts in a hotspot region：Spatiotemporal patterns， possible climatic drivings and ecological impacts．Weather and Climate Extremes，45，100700．
論文鏈接：
https：／／doi．org／10.1016／j．wace．2024.100700
相關論文：
Sun Jiahao，Wu Yanfeng，Zhang Qingsong，Jiang Lili，Ma Qiusheng，Chen Mo，Dai Changlei，Zhang Guangxin．2024．Spatiotemporal variation in water deficit－and heatwave－driven flash droughts in Songnen plain and its ecological impact．Remote Sensing， 16（8）， 1408．
論文鏈接：
https：／／doi．org／10.3390／rs16081408
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