中國科學(xué)院青藏高原研究所4月2日發(fā)布消息稱，該所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團隊崔江鵬副研究員聯(lián)合美國、英國等科研同行，最新系統(tǒng)梳理了生態(tài)干旱研究存在的問題和挑戰(zhàn)，近日在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-水》(Nature Water)合作發(fā)表評論文章，呼吁建立考慮水分供需平衡的生態(tài)干旱監(jiān)測評估框架。

資料圖：青藏高原上美麗的湖泊。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

該文章第一作者崔江鵬介紹說，干旱深刻影響陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類生產(chǎn)生活。目前，生態(tài)干旱研究通常考慮水分供給不足對生態(tài)系統(tǒng)的影響，忽略了不同植被類型以及時空尺度上生態(tài)系統(tǒng)用水需求的差異。值得注意的是，氣象干旱和生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)有時并不是一一對應(yīng)的，甚至可能在時間和空間上“脫鉤”，給生態(tài)干旱研究帶來諸多困擾。

生態(tài)干旱監(jiān)測和評估仍面臨諸多挑戰(zhàn)，首先，是生態(tài)干旱定義不明確：有學(xué)者認為，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性超過一定閾值稱為生態(tài)干旱，亦有學(xué)者認為，生態(tài)干旱應(yīng)是一個綜合框架，包括生態(tài)系統(tǒng)對干旱響應(yīng)的各個維度。

生態(tài)干旱研究的另一個挑戰(zhàn)是生態(tài)干旱量化指標(biāo)匱乏，帕默爾干旱指數(shù)(PDSI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散發(fā)指數(shù)(SPEI)等氣象水文干旱指標(biāo)常被用于識別生態(tài)干旱。然而，氣象水文干旱指標(biāo)僅考慮了生態(tài)系統(tǒng)水分供給，并未考慮生態(tài)系統(tǒng)用水需求及其時空變化。例如，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估報告采用土壤水和飽和水氣壓差評估生態(tài)干旱。

土壤水和飽和水氣壓差雖能分別指示植被水分供給和大氣水分需求，卻不能反映植被的用水需求，不能代表植被真正“感受到”的干旱程度。因此，僅利用土壤水和氣象指標(biāo)評估生態(tài)干旱偏差較大。

為提高生態(tài)干旱評估的準(zhǔn)確性，合作研究團隊呼吁，生態(tài)干旱的監(jiān)測與評估應(yīng)該增加生態(tài)系統(tǒng)用水需求，包括不同生態(tài)系統(tǒng)類型的差異，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力和恢復(fù)力的變化等，如植被對干旱的敏感性可能隨時間發(fā)生變化。

樹輪數(shù)據(jù)表明，1950年以來，針葉樹對干旱的抵抗力增強，恢復(fù)力下降。不僅如此，季節(jié)不同，植被用水需求也不同。另外，生態(tài)干旱的驅(qū)動機制因區(qū)域而異。例如，在干旱地區(qū)，土壤水降低是導(dǎo)致生態(tài)干旱的主因;而在濕潤地區(qū)，植被生長對飽和水氣壓差升高更為敏感。因此，深入理解不同時間和空間尺度植被對干旱的響應(yīng)，對于生態(tài)干旱的監(jiān)測和評估至關(guān)重要。

合作研究團隊表示，雖然生態(tài)干旱極其復(fù)雜，但生態(tài)系統(tǒng)不同維度的響應(yīng)常常是緊密聯(lián)系在一起的，因而可采用對水分脅迫敏感的生態(tài)指標(biāo)來表征生態(tài)干旱。例如，在干旱半干旱區(qū)，植被綠度(如葉面積指數(shù))對水分脅迫非常敏感，可指示植被水分供需平衡狀態(tài)。他們認為，遙感等技術(shù)可實時監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)多維度動態(tài)變化，為研究人員和決策者及時獲取大范圍的生態(tài)干旱信息提供便利。

中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院樸世龍教授和美國科羅拉多州立大學(xué)陳安平研究員為評論文章共同通訊作者。樸世龍指出，建立完備的生態(tài)干旱監(jiān)測和評估體系仍有很長的路要走。目前，監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)用水需求的能力還存在較大不足，因此，在氣候變化背景下，提升監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)水分脅迫的能力，開發(fā)捕捉不同生態(tài)功能水分需求的監(jiān)測工具，對實現(xiàn)高效準(zhǔn)確的生態(tài)干旱監(jiān)測和評估至關(guān)重要。