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Nature Ecology & Evolution:樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)揭開全球變綠和森林死亡加劇并存之謎
發(fā)布時(shí)間:2024-03-12數(shù)十年來,全球植被生長增強(qiáng),即全球變綠。北京大學(xué)樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)系統(tǒng)探索了全球變綠現(xiàn)象的特征、驅(qū)動(dòng)因子以及對(duì)地球系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔茫硇猿晒l(fā)表于Nature Climate Change (2016, doi:10.1038/nclimate3004; 2017, doi:10.1038/nclimate3299)、Nature Review Earth & Environment (2020, doi:10.1038/s43017-019-0001-x)、Nature Geoscience (2022, doi:10.1038/s41561-022-01061-7)、Science Advances (2018,doi:10.1126/sciadv.aar4182; 2020, doi:10.1126/sciadv.aax0255)等。然而,近年來,全球熱浪和干旱導(dǎo)致森林死亡加劇的事件被廣泛報(bào)道,引發(fā)了大量關(guān)注。全球變綠和森林死亡加劇看似矛盾,卻又并存,內(nèi)在機(jī)制尚不清楚,困擾學(xué)術(shù)界。
近期,樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)與合作者基于1970-2018年全球1303個(gè)樹木死亡站點(diǎn)的實(shí)地觀測(cè)信息,采用多源遙感數(shù)據(jù)Landsat (30米)、MODIS (250 米)、GIMMS (8千米)和亞米級(jí)高分影像數(shù)據(jù),結(jié)合可解釋性機(jī)器學(xué)習(xí)模型,厘清了全球變綠和森林死亡加劇并存的特征和機(jī)制(圖1)。研究發(fā)現(xiàn),尺度是理解全球變綠和森林死亡增加并存機(jī)理的切入點(diǎn)。就時(shí)間尺度而言,森林死亡常造成植被指數(shù)降低,但僅局限于一年至數(shù)年;當(dāng)時(shí)間尺度大于十年時(shí),多數(shù)森林死亡樣點(diǎn)植被指數(shù)則均呈增加趨勢(shì)。就空間尺度而言,森林死亡導(dǎo)致的植被指數(shù)降低效應(yīng)隨空間尺度增大而減小,且驅(qū)動(dòng)機(jī)制因空間尺度而異。在生態(tài)系統(tǒng)尺度(如30米),生物多樣性越豐富、林冠越高,植被指數(shù)下降越少,表明森林復(fù)雜度越高,其對(duì)極端氣候事件的抵抗力就越高;沿空間尺度擴(kuò)大至景觀尺度(如8千米),植被指數(shù)降低效應(yīng)隨地形復(fù)雜度增加而減弱,表明生境異質(zhì)性越高,景觀尺度森林死亡擴(kuò)散越慢。
該成果指出尺度是準(zhǔn)確理解植被生長變化機(jī)制的重要視角,并強(qiáng)調(diào)保護(hù)生物多樣性和生境異質(zhì)性有助于提高生態(tài)系統(tǒng)對(duì)極端氣候事件的抵抗力。該研究成果以“Climate-induced tree-mortality pulsesare obscured by broad-scale andlong-term greening”為題發(fā)表在《自然-生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》(Nature Ecology & Evolution)(https://www.nature.com/articles/s41559-024-02372-1)。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博士后燕玉超為論文第一作者,樸世龍?jiān)菏亢涂屏_拉多大學(xué)陳安平研究員為論文共同通訊作者。

圖1全球森林死亡站點(diǎn)生長季歸一化植被指數(shù)(NDVIGS)變化。a,全球1303個(gè)森林死亡站點(diǎn)分布。b,森林死亡事件發(fā)生年份生長季NDVIGS變異(ΔNDVI)的頻率分布。c,全球森林死亡站點(diǎn)中各類型NDVIGS長期變化趨勢(shì)占比。