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青果期刊 | 北京大学:揭示极端事件中前期气象异常对生态系统生产力的影响

青果期刊 | 北京大学:揭示极端事件中前期气象异常对生态系统生产力的影响 青研之家
2025-11-25
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导读:北京大学邱靖皓博士生、张尧研究员等近期发表标题为《极端事件中前期气象异常对生态系统生产力的影响》的文章。




研究概要:

    在全球变暖背景下,极端气候事件的发生频率、强度及持续时间不断增加,已对陆地生态系统功能构成严峻威胁。尽管大量研究将生态系统的响应归因于同期的极端气象异常,但日益累积的证据表明,生态系统响应同样受到前期气象条件的调控。这些滞后的影响可能源于土壤水记忆,植物的生理适应、损伤累积、延续效应与结构过冲效应等多重机制,统称为生态系统的记忆效应。然而,由于相关机制的多样性与复杂性,记忆效应的作用方向、影响强度及持续时间仍存在较大不确定性,从而显著制约了在气候变化背景下对未来生态系统功能变化的准确评估与预测。该研究基于全球通量站点的观测数据,构建了时间感知的可解释机器学习框架,系统解析并量化了极端事件中气象异常对生态系统生产力的同期效应与滞后效应。

    研究发现:极端事件期间,前期气象异常对生态系统生产力异常的贡献高达38.2%,其中降水的滞后影响最为显著,其次为气温和蒸汽压亏缺。进一步分析表明,极端事件的影响强度与记忆效应的持续时间密切相关,由长期气象异常调控的极端事件造成的生产力损失显著大于短期气象异常驱动的事件,其中半干旱生态系统表现出最大的生产力损失以及显著的记忆效应。该成果首次在全球尺度上定量评估了极端事件期间前期气象异常对生态系统生产力的滞后效应,为理解气候变化背景下生态系统稳定性、碳汇功能及植被–土壤–大气之间的复杂反馈机制提供了重要科学依据。


不同滞后模式下生态系统生产力异常分布




核心PI




张尧

北京大学
城市与环境学院

简介:
张尧,北京大学城市与环境学院助理教授、研究员,博士生导师。2017年毕业于美国俄克拉荷马大学植物与微生物专业获博士学位,随后去往美国哥伦比亚大学作博士后研究,2019年去往美国劳伦斯伯克利国家实验室作博士后研究,2021年来到北京大学城市与环境学院任职,聘为助理教授/研究员。曾获黄廷方/信和青年杰出学者奖、李小文遥感科学青年奖等荣誉。

研究及招生方向:

1、全球变化遥感

2、植被遥感

3、陆地生态系统碳水循环

4、干旱等极端事件

5、机器学习


主要科研项目:

1、国家重点研发计划专题(2024YFF1308101):生态脆弱区植被结构复杂性与生态系统稳定性的互馈机理,2024/12-2027/11,专题负责人;

2、国家重点研发计划课题(2023YFF0805702):长江流域复合型气候极端事件对自然和社会经济系统影响,2023/12-2028/11,课题负责人;

3、国家自然科学基金面上项目(42371096):基于日光诱导叶绿素荧光的植被干旱生理响应研究,2024/01-2027/12,主持;

4、国家自然科学基金专项项目(42141005):中国陆地生态系统固碳速率及其不确定性、稳定性和持续性研究,2022/01-2025/12,参与;

5、国家自然科学基金优秀青年科学基金(海外):全球变化植被遥感,2022/01-2024/12,主持;


3、2、


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《Nature Geoscience》。北京大学城市与环境学院博士研究生邱靖皓为文章第一作者,张尧研究员为文章通讯作者该研究工作得到了国家自然科学基金和科技部重点研发计划的支持


论文发表:

Jinghao Qiu, Yao Zhang, Mengyang Cai, Trevor F. Keenan, Hongying Zhang, Pierre Gentine, Xiangzhong Luo, Mitra Cattry, Sha Zhou & Shilong Piao. Large contribution of antecedent climate to ecosystem productivity anomalies during extreme events. Nature Geoscience.


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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