中国沿海地区极端气候对植被净初级生产力的影响

极端气候事件(频率、强度和持续时间)的增加是全球气候变化的重要特征之一,也是区域可持续发展面临的最严重挑战之一。作为海陆交错带,中国沿海地区倍受极端气候的影响。探究近三十年来中国沿海地区极端气候的格局和变化过程其对植被的影响,可有助于合理制定区域适应极端气候的行动方案。Science of the Total Environment近日刊发了北京师范大学徐霞、江红蕾、关梦茜、王凌菲、黄永梅、江源和山东农业大学王瑷玲等作者在国家重点研发计划项目《海岸带和沿海地区全球变化综合风险研究》(项目课题编号2017YFA0604902)等课题资助下开展的关于中国沿海地区极端气候对植被净初级生产力的影响研究成果。

为了量化气候极端事件的变化,文章根据ETCCDI (Expert Team on Climate Change Detection andIndices)发展的指数,在站点尺度上,计算了中国沿海地区6个子区域的11个极端气候指数和4个平均气候指数。为了去除季节变化以及灌溉等周期性活动的影响,文章使用去周期的近三十年(1986-2015年)净初级生产力数据集作为植被生产力的指标。文章在多尺度-多方法-多视角的研究框架下,进一步通过相关分析,在季节尺度和年尺度上,研究了中国沿海地区植被生产力对极端气候的响应。

研究结果表明:

1)中国沿海地区的年NPP呈现总体增加(73.71%),部分地区(26.29%)降低的趋势(图1)。

1中国沿海地区NPP空间格局和变化过程

2)中国沿海地区极端暖事件增加,极端冷事件减少(图2)。日间最高温有助于南部沿海地区植被生长,而在北部沿海地区,这种影响随植被类型而异;在整个沿海地区,日间最高温的最低值的增加有利于植被的生长,而夜间最低温度升高的影响则取决于植被类型(图3)。

2中国沿海地区极端气候变化过程

3年尺度极端温度和平均温度与NPP的相关性

3)一日最大降水量(Rx1day)的增加提高了整个沿海地区的植被生产力;五日最大降水量(Rx5day)和平均每月降水量(Ty)的增加促进了北部沿海地区植被的生长,但对东北海岸植被的生长产生了负面影响(图4

4年尺度极端降水和平均降水与NPP的相关性

本文的启示:

1)在多指标、多方法、多尺度、多视角的框架下,研究长时间序列的极端气候变化对植被净初级生产力的影响能够为适应气候变化行动方案的制定提供科学依据。

2)有必要进一步研究更精细尺度上的降水对植被的影响,并注重极端气候影响的阈值、非线性变化以及时滞效应。

引文信息:

Xu, X., Jiang, H., Guan, M., Wang, L., Huang, Y.,Jiang, Y., & Wang, A. (2020). Vegetation responses to extreme climaticindices in coastal China from 1986 to 2015. Science of The Total Environment,140784.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140784

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720343084

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