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青果期刊 | 大气所:揭示低纬高原生态系统应对极端气候的“水文记忆”机制

青果期刊 | 大气所:揭示低纬高原生态系统应对极端气候的“水文记忆”机制 青研之家
2025-12-08
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导读:中科院大气所博士后潘玮、丹利研究员等近期发表标题为《为什么水文记忆在低纬度高地占主导地位:生态系统对极端事件的反应机制转变》的文章。




研究概要:

    随着全球变暖,高温与干旱复合极端事件的频率不断增加,准确预测陆地生态系统对此类事件的响应是地球系统科学面临的重大挑战。中国西南低纬高原地区地形复杂、生态脆弱,对气候变化极为敏感。该研究利用“自然实验”的方法,对比分析了发生在低纬高原地区的两次典型极端事件:2010年的“世纪干旱”与2019年的极端高温热浪。研究发现,尽管这两次事件都伴随着类似的大尺度大气环流异常,但生态系统的响应机制却截然不同。

    研究结果表明:2010年干旱期间,严重的土壤水分亏缺导致生态系统陷入传统的“水分限制”模式,光合作用受到强烈抑制,生产力大幅下降。2019年热浪期间,尽管气温极高,但得益于前期降水带来的充足土壤湿度(即“水文记忆”),生态系统展现出惊人的韧性。前期充足的水分不仅缓冲了高温压力,甚至使生态系统转为“能量驱动”模式,促进了植被的生长。该研究提出了“水文记忆”作为非线性调节开关的新机制:前期土壤湿度状态决定了生态系统是将高温视为“压力”还是“资源”。这一发现挑战了传统模型中往往静态处理植被与干旱指标关系的假设,强调了在地球系统模型中纳入“状态依赖性”机制对于降低气候预测不确定性的重要性。


研究区域的地理位置和地形


结构方程模型(SEM)揭示的机制转换




核心PI




丹利

中国科学院
大气物理研究所

简介:

丹利,中国科学院大气物理研究所研究员,博士生导师。2003年毕业于中国科学院大气物理研究所获博士学位,随后留所担任助理研究员,2006年聘为副研究员,2010年聘为研究员,2020年担任中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室主任


研究及招生方向:

1、陆气相互作用与气候模拟

2、季风气候与生态系统的反馈过程

3、地球系统模式研发

4、陆面碳氮水循环过程


主要科研项目:

1、重点研发计划第4课题“区域地球系统模式与数据服务平台建设和应用”(2018年5月-2023年4月,批准号2018YFA0606004),项目骨干;

2、中国科学院战略性先导科技专项(A类)“中亚大湖区极端天气气候变化历史与情景预估”(2018年3月-2023年2月,批准号XDA20020201),专题负责人;

3、国家自然科学基金重点项目“东亚区域碳-氮-水循环与气候的相互作用机制及其对未来极端降水的响应”(2017年1月-2021年12月,批准号41630532),项目负责人;

4、国家重点研发计划第1课题“全球CO2非均匀动态分布与地表温度时空关系研究(2016年7月-2021年6月,批准号:2016YFA0602501),课题负责人;

5、国家气象中心横向项目“草地生产力估测预测模块及AVIM功能技术服务”(2017年3月-2017年12月)与“AVIM模式改进程序包”(2018年5月-2019年12月),项目负责人;


3、2、


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《AGU Advances》。中国科学院大气物理研究所博士后潘玮论文第一作者,丹利研究员为文章通讯作者该研究得到了国家自然科学基金(42141017)和国家重点研发计划(2023YFF0805501)的共同资助。


论文发表:

Wei Pan, Li Dan, Jing Peng, Qing Yang, Hui Zheng, Fuqiang Yang, Kai Li, Peng Zhou, Younong Li, Shuaichen He. Why Hydrological Memory Dominates in Low-Latitude Highlands: A Mechanistic Shift in Ecosystem Response to ExtremesAGU Advances.


点击文末“阅读原文”可查看相关原文。











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【声明】内容源于网络
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