中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團(tuán)隊(duì)在我國西南喀斯特地區(qū)植被生長對(duì)降水的敏感性差異取得重要進(jìn)展，明確了不同地質(zhì)背景下植被生長的降水敏感性閾值，相關(guān)研究成果近期以Precipitation sensitivity of vegetation growth in southern China depends on geological settings為題發(fā)表在國際水文學(xué)領(lǐng)域知名期刊Journal of Hydrology上。
中國西南地區(qū)擁有全球最廣泛的喀斯特地貌，其生態(tài)系統(tǒng)因獨(dú)特的地質(zhì)條件而對(duì)氣候變化表現(xiàn)出高度敏感性。王克林研究員團(tuán)隊(duì)的前期工作顯示，大規(guī)模生態(tài)工程已使該地區(qū)在過去20年里顯著“變綠”。然而，全球變化背景下近年來該地區(qū)極端干旱事件頻發(fā)，加劇了植被恢復(fù)生長的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)。因此，科學(xué)區(qū)分不同地質(zhì)背景下植被對(duì)氣象干旱的敏感性，確定植被敏感的降水閾值，對(duì)支撐西南地區(qū)“變綠”的可持續(xù)性至關(guān)重要。
針對(duì)上述問題，王克林團(tuán)隊(duì)王璐特別研究助理選取了葉面積指數(shù)（LAI）和核歸一化植被指數(shù)（kernel NDVI）作為植被生長指標(biāo)，探討了西南八省中喀斯特地區(qū)與非喀斯特地區(qū)植被生長對(duì)降水的區(qū)域響應(yīng)差異。研究發(fā)現(xiàn)，喀斯特地區(qū)的植被生長對(duì)降水量及其季節(jié)性變化更為敏感，而非喀斯特地區(qū)植被生長更多受到溫度的控制。通過控制溫度效應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)確立了平均年降水量（MAP）閾值為1337至1438毫米，用以識(shí)別降水敏感區(qū)域。在喀斯特地區(qū)，此閾值稍高，顯示出該區(qū)域植被對(duì)持續(xù)干旱的脆弱性更加明顯（圖1）。過去20年的數(shù)據(jù)顯示，降水低于閾值的喀斯特區(qū)域的比例遠(yuǎn)高于非喀斯特地區(qū)，特別是在如2011年這樣的極端干旱年份，喀斯特地區(qū)幾乎全面低于該閾值，顯示出對(duì)降水變化的極端敏感性，凸顯了全球變化背景下喀斯特地區(qū)面臨的干旱風(fēng)險(xiǎn)更為嚴(yán)峻（圖2）。
上述發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了在制定氣候變化適應(yīng)策略和森林管理措施時(shí)，需考慮地質(zhì)背景的重要性。特別是在喀斯特地區(qū)，在實(shí)現(xiàn)初步“變綠”基礎(chǔ)上，采取提升生態(tài)恢復(fù)持續(xù)性和穩(wěn)定性的適應(yīng)性管理措施至關(guān)重要，以緩解降水變化帶來的影響，鞏固和提升喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)的綠化成果。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U20A2048, 41930652)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022YFF1300700)及湖南省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項(xiàng)目(2023RC1075)等資助。
圖1. 不同地質(zhì)背景下植被生長降水敏感性閾值
圖2. 年降水量低于閾值的喀斯特區(qū)域/非喀斯特區(qū)的比例