一、研究背景
全球干旱區(drylands)覆蓋了陸地面積的40%以上,承載了全球約三分之一人口,是生態系統脆弱性較高的區域。這些地區對氣候變化和人類干擾尤其敏感。近年來,干旱區發生了大量植被突變現象,即生態系統狀態在短時間內發生劇烈轉變(如草地向灌叢或沙地轉化)。這類突變不僅改變生態系統功能與服務,還可能是不可逆的,具有重要生態意義。
然而,迄今為止,全球尺度上干旱區植被突變發生的普遍性、空間分布以及主要驅動因素仍缺乏系統性研究。
二、科學問題
本研究聚焦三個核心科學問題:
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干旱區植被突變的全球分布格局是什么?
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這些突變哪些因素有關?
這些問題有助于理解干旱生態系統對全球變化的響應機制,為生態系統管理和恢復提供依據。
三、研究結論 -
植被突變廣泛存在于全球干旱區
? 圖1顯示突變主要集中在非洲撒哈拉以南地區、澳大利亞、南美的潘帕斯地區和美國西部。
? 圖1表明突變多集中在過渡氣候帶,如半干旱區,而非極干旱區。
圖1 生態系統生產力動態的突變控制著全球干旱地區。 -
人類活動與氣候變化是主要驅動因子
? 圖3(Figure 3E)顯示,人類活動壓力指數與突變概率顯著正相關,說明人類干預加劇了生態系統不穩定性。
? 圖3展示了氣候異常(尤其是干旱事件)對突變概率的非線性影響。
圖3 環境驅動因素對生產率變化趨勢的影響
總結
該研究通過遙感、氣候與人類活動數據集成分析,揭示了全球干旱區中植被突變的空間分布及其關鍵驅動因子,明確指出突變多發生在生態邊緣區,受到人類活動與氣候變化的共同驅動。該成果為理解生態系統臨界轉變及其早期預警提供了理論依據。