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事关25亿人的生态研究:中外学者团队发表全球干旱区变化差异研究

2021-03-16 09:58 前瞻网   

干旱区约占全球陆地表面的42%,是地球系统的重要组成部分,并且是最容易受到气候变化影响的地区。干旱区对农耕活动来说非常重要,为全球的25亿人提供主食、棉花、木材和牲口,全球碳循环中起着至关重要的作用。然而,持续的全球异常变暖对干旱区系统造成了严重威胁。

事关25亿人的生态研究:中外学者团队发表全球干旱区变化差异研究

(全球旱地和生态水文状况,深红色区域为极度干旱,青色小点表示植被覆盖密度,图片摘自论文)

学术界对干旱区的变化与未来发展进行了大量的研究,但结果却截然不同。例如,许多研究表明,全球干旱区变得更加干旱。但其他研究表明,同样的区域正在经历绿化和加强植被活动。这种明显的不一致源于对干旱的不同解释。在这些不同的解释中,与干旱相关的需求和供应方面,以及驱动这两方面变化的物理和/或生物过程有很大的不同。

日前,来自国内外二十所高校及科研机构的学者团队共同从大气、土壤、径流、植被和社会经济五个维度,系统研究了全球干旱区干旱程度的演变历史和未来趋势,厘清了不同圈层干旱变化的差异及其机制。

团队综合了观察和建模证据,以证明干旱区干旱的新出现差异取决于所考虑的具体指标。尽管变暖加剧了水汽压差,但这些变化并没有完全传播,加剧了土壤水分和径流的不足。此外,与直觉相反的是,自1980年代以来,许多干旱的生态系统表现出明显的绿化和植被生产力的提高。大气和生态水文干旱度变化之间的这种差异可能主要与干旱土壤中的水分限制以及CO2浓度升高时蒸散的植物生理规律有关。后一过程减轻了水分对植物生长的压力,并减缓了土壤中变暖的水分流失,同时使近地表的空气变暖和干燥。

团队进一步将这些由气候引起的干旱变化置于加剧的水短缺的背景下,人为的快速增长的淡水需求推动了这种短缺。在未来变暖的情况下,干旱区生态系统可能会由于诸如复杂的生态系统-水文学-人与人之间的相互作用以及干旱和高温胁迫导致的死亡风险增加等发生非线性响应,这是未来研究的重中之重。

事关25亿人的生态研究:中外学者团队发表全球干旱区变化差异研究

(未来干旱地区干旱变化的概念图,图片摘自论文)

随着快速的气候变化和人口增长,到2090年代,干旱区的人为用水需求预计将增加270%,这将加剧当前的水资源短缺。由于未来的缺水主要是由不断增长的需水量驱动的,因此迫切需要政府与学界合作,利用可持续的水资源管理和节水技术来平衡对水资源的社会经济需求,同时保持干旱区生态系统的健康稳定。

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责任编辑: 4114RWL

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