新疆生地所在气候变化对干旱特征和环境演变影响方面取得系列研究成果

新疆生地所在气候变化对干旱特征和环境演变影响方面取得系列研究成果

全球气候变化正在深刻影响着干旱特征和生态环境。中国科学院新疆生态与地理研究所的最新研究表明，随着全球升温加剧，欧亚大陆干旱的频率、持续时间和严重性都呈现上升趋势。研究团队通过建立多个流域水文模型和生态模型，运用人工智能技术和三维干旱事件聚类算法，揭示了气候变化对干旱区植被和生态系统的影响机制。

全球升温正在改变气象干旱、水文干旱、农业干旱和生态干旱的时空格局，从而进一步影响旱区的干旱特征和生态系统稳定性。欧亚内陆区远离海洋，升温的速度明显高于全球平均，生态系统的脆弱性也面临重大挑战。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生态系统与环境演变团队依托中德干旱区生态与环境联合研究中心和中波生态与环境联合研究中心，与德国和波兰等多家机构合作，基于欧亚300多个气象站点数据、遥感数据和调查监测数据，并结合了CMIP6的未来情景预估，建立了多个流域水文模型和生态模型，运用人工智能技术和三维干旱事件聚类算法，分析了气候变化对欧亚干旱区植被和生态系统的影响。

研究结果表明：随着升温加剧，欧亚大陆干旱的频率、持续时间和严重性都呈现上升趋势，部分区域降水的增加不足以弥补升温导致的蒸散发损失。在咸海、南疆的典型流域，产水量、土壤保持、碳储存和栖息地质量等生态系统服务指标都受到气候变化和人类活动的显著影响，水域的减少和城市的扩张是土地利用变化的主要形式。模型预测，未来气候变化将对植被的环境适应性和分布变化产生更为深远的影响。

系列成果近期发表在：

• Scientific Reports 论文链接：https://doi.org/10.1038/s41598-024-62802-9
• Science of the Total Environment论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171901
• Journal of Hydrology-Regional Studies论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101629
• Plants论文链接：https://doi.org/10.3390/plants12213735

研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、新疆第三次综合科学考察、中国科学院率先行动“引才计划”、新疆维吾尔自治区重点研发计划项目和国家留学基金资助。

图1 新疆不同类型干旱事件的特征和影响因素地理探测器

图2 一种新的三维干旱事件聚类分析方法

图3 历史时期和未来气候情景下中亚典型流域土地利用变化