华中农业大学在全球植被韧性变异方面取得新进展

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华中农业大学讯(通讯员 周薇)近日,我校资源与环境学院王真教授团队在Nature Communications期刊发表了题为“ENSO amplifies global vegetation resilience variability in a changing climate”的研究论文。该研究揭示了厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)对全球超过一半植被韧性的影响,并识别出全球关键区域未来生态系统脆弱性的热点地区。

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图1. 历史植被韧性变化的全球模式

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图2. 1981年至2018年解释变量对全球植被韧性的影响

在全球气候变暖与极端气候事件频发加剧的背景下,植被韧性(即植被在干扰冲击后的恢复能力)作为表征生态系统稳定性与陆地碳汇安全的关键属性,已成为当前气候变化生态效应研究的核心科学议题之一。已有研究表明,温度、降水等局地气候因子是影响植被韧性的重要驱动因素,但学界对大尺度气候振荡通过遥相关过程施加的跨区域影响仍缺乏系统性认知。作为年际尺度上最强的全球气候信号,厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)通过调制全球热量与水分输送,触发区域干旱、洪涝等极端气候事件,其对全球植被韧性的综合影响亟待全面评估。

课题组基于近40年全球叶面积指数(LAI)长时间序列遥感数据,系统评估了全球植被韧性对ENSO的响应特征,并对未来变化趋势进行了情景预测。研究结果表明,ENSO已对全球约53%的植被覆盖区域产生显著影响,是塑造全球植被韧性空间格局的重要驱动因素。进一步分析显示,ENSO对植被韧性的影响主要通过两条关键路径实现:其一为大气同步型遥相关路径,即ENSO与植被韧性异常在大尺度上的统计同步关系,该过程不依赖局地气候因子的中介作用,对应区域约占全球植被区的15%;其二为气候介导型路径,即ENSO通过诱发干旱、洪涝等区域性极端气候异常间接作用于植被韧性,对应区域占比达51%。在未来全球变暖情景下,受ENSO影响的区域预计将扩大7%—10%,其中东西伯利亚与北美北部将成为新增的高敏感区。

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图3. ENSO对全球植被韧性的影响

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图4. 未来情景下(2015-2100年)预计的植被韧性趋势以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对植被韧性的同步和气候介导的遥相关影响

该研究在全球尺度上区分了ENSO影响植被韧性的两条关键路径,即大尺度同步路径与气候介导路径,识别了遥相关热点区域,为气候变化背景下开展生态系统安全评价与适应性治理提供了重要科学依据。

资源与环境学院博士研究生周薇为论文第一作者,王真教授为本文通讯作者。北京师范大学李长嘉讲师、中山大学张海成副教授、约克大学Lindsay教授为本研究提供了指导和帮助。此外,博士研究生邓中慈、汪靖宇等也参与了研究工作。该研究得到了国家重点研发项目(2024YFF1306600)和国家自然科学基金项目(批准号:42377321)等项目资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66987-z

审核人 王真

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