点击蓝字丨关注我们
摘要
草地植被物候对气候变化高度敏感。本研究分析了1982-2015年中亚干旱区草地生态系统生长季开始（SOS）和结束（EOS）日期的时空格局，并量化了它们的气候控制力变化。结果表明，1982-2015年，生长季开始（SOS）和结束（EOS）日期均有显著提前趋势，且在1999年前后，SOS和EOS的变化趋势发生了显著变化。从1982-1998到1999-2015，SOS提前速率加快（-0.08天/年到-0.31天/年），EOS则由推迟（0.17天/年）转变为提前（-0.20天/年）。温度对SOS的提前发挥了积极作用，随着季前气候变暖，温度对SOS的控制力增强。对于秋季物候，1999年以后气温的快速上升和降水的减少共同导致了EOS从推迟到提前的转变。这些发现为中亚草地春季和秋季物候过程研究提供了新思路，温度和降水对草地物候的动态控制以及春秋物候差异应更准确地建立在物候模型中，通过考虑持续气候变化下主要驱动因素的变化可能会帮助提高物候模型在全球气候变化背景下物候模拟和预测的准确性。
数据与方法
图1. 研究区土地覆被类型及草地植被多年平均春、秋季物候期
研究区：中亚干旱区，选择草地植被类型作为研究对象（图1a）。
物候数据：基于GIMMS NDVI3g数据集，采用3种方法提取得到物候数据集。
气象数据：ERA5-Land月尺度温度、降水数据集。
物候时空模式：经验正交函数法（EOF）、滑动t检验。
气候驱动力变化分析：偏相关分析方法。
主要结论
1982-2015年，中亚干旱区草地春、秋季物候均呈现显著提前趋势，但物候趋势在1999年出现拐点。春季物候提前趋势加剧，而秋季物候由推迟逆转为提前趋势；
图2. 草地春、秋季物候变化趋势的时空模式
季前气候变化主要表现为温度显著升高，以春季季前增温最明显； 以物候趋势拐点为节点（1999），春季季前气温显著上升，降水变化不显著，而秋季季前气候由增温伴随降水显著增加，变成显著暖干趋势；
图3. 物候趋势拐点前后季前气候的时空变化
中亚干旱区草地春季物候主要受温度调控，季前气候变暖，春季物候提前，温度对中亚干旱区草地春季物候的控制力加强；
秋季物候受温度、降水调控的区域较少，但季前气候暖干化促进了草地秋季物候的提前，降水对秋季物候的积极影响相对增加。
图4. 草地春、秋季物候的主要气候控制因子及其控制力变化
论文作者
北京师范大学水科学研究院京师特聘教授付永硕、华中师范大学城市与环境科学学院助理教授李溪然为论文共同通讯作者，城市与环境科学学院硕士研究生聂兴雨为论文第一作者。研究得到国家重点研发项目和国家自然科学基金区域创新与发展研究项目的资助。
引用格式：
Nie, X., Zhang, X., Hao, F., Li, X., De Boeck, H. J., & Fu, Y. H. (2024). Turning points in vegetation phenology trends and their relationship to climate in arid Central Asia. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 129, e2023JG007989. https://doi.org/10.1029/2023JG007989
