全球变暖背景下，由土壤干旱（低土壤含水量）和大气干旱（高水汽压差）叠加形成的复合干旱事件，发生的频率和强度不断增加，对植被生长、固碳和农作物产量造成了远大于单一干旱事件的负面影响。1月19日，地理科学学部周沙研究员课题组在npj climate and atmospheric science杂志在线发表了题为 “Serious underestimation of reduced carbon uptake due to vegetation compound droughts” 的研究论文，揭示了全球植被复合干旱事件的时空演变特征及对固碳影响。
已有研究往往采用统计方法（固定分位数阈值）定义复合干旱，但忽略了不同地区土壤和大气干旱胁迫对植被生长和固碳的影响差异，导致复合干旱时空变化特征及其对生态系统碳循环的影响具有较大不确定性。本研究基于植被总初级生产力对土壤水和水汽压差的非线性响应阈值识别植被复合干旱（vegetation compound drought），即低土壤含水量和高水汽压差强烈限制并对植被碳吸收产生负面影响的复合干旱事件。研究发现，在中低纬度地区（特别是旱区），植被复合干旱风险及固碳影响被严重低估，因为统计方法仅仅识别出11%的植被复合干旱和26%的碳损失（图1）。研究进一步对比了历史及未来不同温室气体排放情景下全球植被复合干旱的频率、历时、强度、严重度及对陆地碳吸收造成的不利影响，发现未来植被复合干旱的频率和强度将进一步增加，对陆地生态系统碳汇能力构成更大威胁（图2）。
图1：植被复合干旱（vegetation compound droughts, VCDs）和统计复合干旱（statistical compound droughts, SCDs）空间分布特征。
图2：未来低（SSP1-2.6）、高（SSP5-8.5）温室气体排放情景下植被复合干旱变化特征及固碳影响预估。
地理科学学部硕士研究生宋佳熙为论文的第一作者，周沙研究员为通讯作者。该成果是在2019年全球土壤-大气复合干旱时空特征及驱动机制研究（Zhou et al. 2019, Sci. Adv.; Zhou et al. 2019, PNAS）的基础上，课题组在复合干旱研究领域取得的又一重要研究成果，对全球复合干旱风险认知和管理具有重要意义。该研究得到国家自然科学基金重大项目课题（41991235）、国家重点研发计划项目（2022YFF0802400）、国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目（海外）和中央高校基本科研业务费等项目资助。
论文信息：
Song, J., Zhou, S., Yu, B., Li, Y., Liu, Y., Yao, Y., Wang, S., & Fu, B. (2024). Serious underestimation of reduced carbon uptake due to vegetation compound droughts. npj Climate and Atmospheric Science, 7(1), 23.
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41612-024-00571-y