人民網(wǎng)北京4月3日電 (記者趙竹青)4月2日,中國科學(xué)院青藏高原研究所發(fā)布消息稱,該所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊(duì)崔江鵬副研究員聯(lián)合美國科羅拉多州立大學(xué)陳安平研究員等系統(tǒng)梳理了生態(tài)干旱研究存在的問題和挑戰(zhàn),在《自然-水》(Nature Water)發(fā)表評(píng)論文章,呼吁建立考慮水分供需平衡的生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估框架。
該文章的第一作者崔江鵬介紹,干旱深刻影響陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類生產(chǎn)生活。目前,生態(tài)干旱研究?紤]水分供給不足對(duì)生態(tài)影響,忽略了不同植被類型以及時(shí)空尺度上生態(tài)系統(tǒng)用水需求的差異。值得注意的是,氣象干旱和生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)有時(shí)并不是一一對(duì)應(yīng)的,甚至可能在時(shí)間和空間上“脫鉤”,給生態(tài)干旱研究帶來諸多困擾。
該文章指出,生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)和評(píng)估仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先,生態(tài)干旱定義不明確。有學(xué)者認(rèn)為,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性超過一定閾值稱為生態(tài)干旱,亦有學(xué)者認(rèn)為,生態(tài)干旱應(yīng)是一個(gè)綜合框架,包括生態(tài)系統(tǒng)對(duì)干旱響應(yīng)的各個(gè)維度。生態(tài)干旱研究的另一個(gè)挑戰(zhàn)是生態(tài)干旱量化指標(biāo)匱乏。帕默爾干旱指數(shù)(PDSI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散發(fā)指數(shù)(SPEI)等氣象水文干旱指標(biāo)常被用于識(shí)別生態(tài)干旱。然而,氣象水文干旱指標(biāo)僅考慮了生態(tài)系統(tǒng)水分供給,并未考慮生態(tài)系統(tǒng)用水需求及其時(shí)空變化。例如,IPCC第六次評(píng)估報(bào)告采用土壤水和飽和水氣壓差(VPD)評(píng)估生態(tài)干旱。土壤水和VPD雖能分別指示植被水分供給和大氣水分需求,卻不能反映植被的用水需求,不能代表植被真正“感受到”的干旱程度。因此,僅利用土壤水和氣象指標(biāo)評(píng)估生態(tài)干旱偏差較大。
為提高生態(tài)干旱評(píng)估的準(zhǔn)確性,該文章作者呼吁,生態(tài)干旱的監(jiān)測(cè)與評(píng)估應(yīng)該增加生態(tài)系統(tǒng)用水需求,包括不同生態(tài)系統(tǒng)類型的差異,生態(tài)系統(tǒng)抵抗力和恢復(fù)力的變化等。例如,植被對(duì)干旱的敏感性可能隨時(shí)間發(fā)生變化。樹輪數(shù)據(jù)表明,1950年以來,針葉樹對(duì)干旱的抵抗力增強(qiáng),恢復(fù)力下降。不僅如此,季節(jié)不同,植被用水需求也不同。另外,生態(tài)干旱的驅(qū)動(dòng)機(jī)制因區(qū)域而異。例如,在干旱地區(qū),土壤水降低是導(dǎo)致生態(tài)干旱的主因;而在濕潤地區(qū),植被生長對(duì)VPD升高更為敏感。因此,深入理解不同時(shí)間和空間尺度植被對(duì)干旱的響應(yīng),對(duì)于生態(tài)干旱的監(jiān)測(cè)和評(píng)估至關(guān)重要。
雖然生態(tài)干旱極其復(fù)雜,但生態(tài)系統(tǒng)不同維度的響應(yīng)常常是緊密聯(lián)系在一起的,因而可采用對(duì)水分脅迫敏的生態(tài)指標(biāo)來表征生態(tài)干旱。例如,在干旱半干旱區(qū),植被綠度(如葉面積指數(shù))對(duì)水分脅迫非常敏感,可指示植被水分供需平衡狀態(tài)。該文章認(rèn)為,遙感等技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)多維度動(dòng)態(tài)變化,為研究人員和決策者及時(shí)獲取大范圍的生態(tài)干旱信息提供便利。
該文章的共同通訊作者,中國科學(xué)院院士樸世龍表示,建立完備的生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)和評(píng)估體系仍有很長的路要走。目前,我們監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)用水需求的能力還存在較大不足。因此,在氣候變化背景下,提升監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)水分脅迫的能力,開發(fā)捕捉不同生態(tài)功能水分需求的監(jiān)測(cè)工具,對(duì)實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的生態(tài)干旱監(jiān)測(cè)和評(píng)估至關(guān)重要。