1 研究背景
全球变暖加剧大气干旱,同时降水格局变化导致小雨事件减少,干旱间隔延长。这些因素共同促使全球土壤湿度下降,尤其是“骤旱”事件频发。这类干旱发展迅速,通常在数周内导致严重土壤水分亏缺。与缓慢发展的传统干旱不同,骤旱因其突发性强、强度大,可能对植被造成更严重的冲击。然而,全球范围内关于骤旱对植被影响的系统性研究仍较为缺乏。
实验室缪驰远团队联合加州大学欧文分校、密歇根州立大学、西班牙全球生态研究所等国际团队,基于NOAA气候数据记录和ERA5-Land再分析数据,系统评估了1982–2022年间全球骤旱与传统干旱对植被动态的影响,揭示了骤旱对植被损失的放大效应及恢复延迟现象。
2 主要结果
研究发现,骤旱与传统干旱对植被的影响存在显著差异。骤旱发生频率更高(年均0.37次 vs. 0.25次)、强度更大,导致植被指数平均降幅达9.0%,几乎是传统干旱造成损失(5.3%)的1.5倍(图1)。这主要源于骤旱的快速胁迫特性,使植被缺乏适应缓冲期,而传统干旱的缓慢发展则允许植被调动更多生理调节机制。

图1 全球骤旱和缓旱对植被的影响
机制分析发现,骤旱频次和土壤湿度快速下降是其引起植被损失高于传统干旱的两大主因,贡献率分别达41.8%和40.2%。趋势归因发现,干旱引起的全球植被损失加剧有81.2%可归因于骤旱频次上升(图2)。这一发现揭示,在气候变化背景下,干旱事件的"发生频率"比"单次强度"对植被的影响更为关键。

图2 植被损失逐年加剧归因分析图
尤为值得关注的是植被恢复动态的变化。尽管大多数地区植被能在约半年内恢复,但1982–2020年间全球植被恢复时间呈现显著延长趋势,平均每十年增加2天(图3)。这一现象在热带雨林和温带森林等关键碳汇生态系统中尤为明显,其恢复进程更为迟缓,暗示着这些重要生态系统的恢复力可能正在减弱,并对全球碳循环与生态安全构成潜在威胁。

图3 干旱过后全球植被恢复所需时间。
研究指出,骤旱因其突发性和高强度,对植被造成的冲击更大、恢复更慢,可能威胁生态系统生产力、碳汇功能及粮食安全。与传统干旱相比,骤旱留给植被的适应窗口更短,通常需要更快速的应急响应,如紧急灌溉和水资源调配。该研究强调应将骤旱特性纳入气候变化适应策略、生态系统管理与干旱监测体系中,以应对其日益加剧的生态影响。
该研究成果以“Flash droughts exacerbate global vegetation loss and delay recovery”为题,发表于《Nature Communications》。地表过程与水土风沙灾害风险防控全国重点实验室为第一单位,柴元方博士(现为浙江师范大学双龙特聘教授)为第一作者,缪驰远教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金(No. 42301018, No. U24A20572)的资助。
2025年,该团队已相继在《Nature Climate Change》、《PNAS》、《Reviews of Geophysics》、《Science Bulletin》(2篇)、《One Earth》、《Earth's Future》、《Earth System Science Data》(3篇)、《npj Climate and Atmospheric Science》、《Fundamental Research》、《Journal of Hydrology》(2篇)、《International Soil and Water Conservation Research》等高水平期刊上发表多篇论文。此次在《Nature Communications》上刊发的成果,是团队在相关领域的又一重要进展。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-67173-x