【知行荟萃 第47期】|【Nature子刊】香港理工大学:2025惊爆发现,总初级生产力竟被突发干旱“加速拿捏”!

文摘   2025-01-24 08:00   美国  

新研究揭示:总初级生产力对加速突发干旱更为敏感

在全球气候变化背景下,突发干旱(Flash Drought)已成为对陆地生态系统影响深远的极端气候事件。最新研究表明,总初级生产力(GPP),即生态系统中植物通过光合作用固定的碳量,对加速突发干旱的响应更加敏感。这项由Yangyang Jing等人于2025年1月17日发表在Communications Earth & Environment期刊的研究揭示了这一新发现,为我们理解气候变化对生态系统生产力的影响提供了重要见解。

Communications Earth & Environment》是一本同行评审的国际性学术期刊,聚焦于环境科学、气候变化、地球系统等领域的研究。它是自然出版集团Nature Publishing Group)推出的期刊之一,旨在促进全球范围内关于地球环境和气候变化的研究与讨论。







英文题目:Gross primary productivity is more sensitive to accelerated flash droughts

中文译名:总初级生产力对加速突发干旱更为敏感

发布时间:2025年1月17日

发表期刊Communications earth & environment

第一作者:Yangyang Jing et al

第一单位:香港理工大学

DOI10.1038/s43247-025-02013-w



要点解析


  • 研究背景与方法

本研究主要探讨了不同植物功能类型(PFTs)对突发干旱加速发生速度的反应。研究通过分析2001至2018年期间的根区土壤水分衰减率标准化总初级生产力异常,评估了生态系统生产力对突发干旱加剧的敏感性。

  • 研究数据与分析方式

研究利用了全球多个地区的气候和生态监测数据,结合遥感技术,量化了植物功能类型对突发干旱发生速度变化的响应。通过对比5天和10天起始的快速突发干旱事件,分析了它们对生态系统生产力的不同影响。

  • 研究意义与应用

该研究为评估全球气候变化下突发干旱的生态影响提供了新的思路,尤其在未来的气候情景中,研究成果有助于预测和减缓极端干旱对全球农业和自然生态系统的潜在威胁。




主要发现


🌾 快速突发干旱对初级生产力的影响显著

研究表明,2001年至2018年期间,加速发生的突发干旱(发生在5天或10天内)导致了10%的标准化初级生产力异常增加,且这一变化主要体现在较短的干旱周期内。更快速的干旱发展速度,加剧了生态系统生产力的负向波动。

🌱 植物根系浅的物种反应更为敏感

具有较浅根系的植物对加速突发干旱的敏感性较高。这表明,浅根植物更容易受到干旱加速发展的影响,其生长和生产力下降较为显著,突显出气候变化下这些生态系统的脆弱性。

⏳ 较慢突发干旱的响应速度更长

虽然总初级生产力的异常值在更快速的突发干旱条件下下降速度较快,但相比之下,这些系统并未在更短的时间内对突发干旱做出迅速反应。也就是说,尽管干旱发生得更快,生态系统的适应和生产力下降却滞后于干旱速度。



研究总结


本研究深入探讨了加速突发干旱对地球生态系统生产力的影响,尤其揭示了总初级生产力(GPP)对突发干旱的高度敏感性。研究表明,快速发生的突发干旱对植被,特别是浅根植物,带来了显著的负面影响,且这一影响在短时间内未能得到及时响应。这一发现意味着,随着全球气候变化的加剧,生态系统面临的突发干旱威胁将进一步加大,尤其是在植被根系较浅的地区。因此,研究为生态保护、农业应对策略以及气候变化研究提供了宝贵的数据支持和理论依据。





图解科学突破

图1. 不同发生时间突发性干旱响应率的时间动态。

图2. saGPP减少与SM下降之间的关系。

图3. 检测uWUE和潜在气象因素对GPP对快速突发干旱敏感性的影响。

图4. 不同植物功能类型(PFT)的saGPP减少率对突发干旱发生时间的敏感性。    

图5. 用于识别突发干旱事件期间生态系统响应的方法的示意图。


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