高光耀团队：STTE 中国黄土高原水分利用效率和碳利用效率对植被绿化的响应呈相反
百科
2025-01-26 08:03
陕西
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.178575生态系统水资源利用效率 （WUE） 和碳利用效率 （CUE） 是确定旱地用水量和碳封存之间权衡的关键参数。然而，植被覆盖、气候因子和土壤水分在影响 WUE 和 CUE 耦合中的作用仍然知之甚少。本研究结合空间随机森林模型和结构方程模型，研究了 2001—2020 年中国黄土高原 WUE 和 CUE 变化的驱动因素，黄土高原是一个典型的限水区，约 87% 的面积经历了明显的植被绿化。92.7% 的绿化面积的 WUE(0.024 ± 0.020 gC kg−1H2O yr−1) 显著增加（P < 0.05），CUE 降低(−0.0011 ± 0.0011 yr−1) 和增加(0.0010 ± 0.0012 yr−1)各占绿化面积的一半。植被绿化趋势是正向影响 WUE 变化的主导因子 （解释 42.0 %），而 CUE 对绿化趋势表现出负响应 （解释 25.0 %）。然而，植被覆盖密集的区域 （NDVI >0.5） 不利于 WUE 的增加，但有利于 CUE 的增加。植被绿化主要通过总初级生产力路径和蒸腾与蒸散比 （路径系数：0.83） 对 WUE 产生影响，而对 CUE 有直接影响 （路径系数：0.48）。VPD 的增加促进了 WUE 和 CUE 的增强。最佳的年降水范围 （400–600 mm） 可以最大限度地提高 WUE 增强。研究结果表明，尽管 WUE 有所改善，但植被绿化不一定会增强旱地的碳封存潜力。这项研究增强了对旱地植被动态和水碳耦合之间相互作用的认识，有助于生态恢复实践和可持续的生态系统管理。关键词：生态系统 ；水分利用效率；碳利用效率；水碳耦合；植被绿化；曲线响应；旱地
本研究确定了 2001—2020 年中国黄土高原 WUE 和 CUE 对植被绿化和环境因子的响应。在过去 20 年中，WUE 显著升高，CUE 略有降低。WUE 和 CUE 对植被 - 气候 - 土壤因子的响应表现出曲线轨迹。由于植被绿化引起的 GPP 生长速度比 ET 更快，促进了 WUE 的增加。然而，在半数地区，NPP 的生长速度低于 GPP，导致植被绿化对 CUE 产生直接的负面影响。温度和 VPD 是增强 WUE 趋势空间变化的主要环境因子，而 VPD 和降水趋势优先推动 CUE 趋势的空间变化。研究结果表明，即使改善了旱地生态系统的用水，植被绿化也不一定会增加碳封存潜力。这项研究增强了对植被动态和水碳耦合之间相互作用的理解，从而使决策者能够管理旱地生态系统。![]()
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