科研进展

JC: 胡焕庸过渡带的干旱化及其陆地水文和生态效应

  中国地理学家胡焕庸于1935年提出了划分中国人口密度的分界线,称为胡焕庸线。该线从黑龙江省爱辉到云南省腾冲,将中国分为面积相当但人口密度悬殊的东西两部分。越来越多的研究发现,胡焕庸线不仅仅是一条人口密度分界线,也是地形、气候、农业、生态、水资源和经济发展水平等诸多自然和社会因素的分界线,使胡焕庸线附近地区成为中国的综合过渡带,称为胡焕庸过渡带。胡焕庸过渡带位于东亚季风的边缘区,气候敏感、生态和水文脆弱,其干湿气候变化特征及其对陆地生态和水文的影响机理是怎样的,引起了人们的高度关注。为了回答这一问题,中国科学院大气物理研究所马柱国研究员团队的博士生李卓忆和杨庆副研究员联合Met Office武培立博士开展了深入研究。

  结果发现1950年以来胡焕庸过渡带呈现显著的变干趋势,干旱发生强度、频率和持续时间显著增加;与气候干旱化同步,胡焕庸过渡带出现了明显的水文干旱化,陆地水储量显著减少(图1);然而,上世纪80年代以来胡焕庸过渡带的植被显著绿化,且绿化速率在2000年后明显加快,这与近几十年来持续的气候和水文干旱化现象不符,出现“干旱悖论”(图2)。通过对胡焕庸过渡带土地利用变化、生态工程和自然保护区植被变化的分析,我们发现胡焕庸过渡带植被绿化的主要贡献来自农田,其次是森林和草地。农业管理和生态恢复等人类活动,可以部分抵消气候干旱化的不利影响,是植被变绿的主因。

  上述研究结果于近期发表在了Journal of Climate。本研究受到国家自然科学基金(42130613, 42105041)、英国气象局气候科学服务伙伴计划(CSSP)、中国科学院国际伙伴计划(060GJHZ2022057MI)等的共同资助。

  文章链接:

  Zhuoyi Li, Qing Yang, Zhuguo Ma, Peili Wu, Yawen Duan, Mingxing Li, and Ziyan Zheng, 2024: Aridification and its impacts on terrestrial hydrology and ecosystems over a comprehensive transition zone in China. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0203.1

  https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/aop/JCLI-D-23-0203.1/JCLI-D-23-0203.1.xml

 

图1. 1951-2020年基于ERA5-Land再分析资料的年(a) TWS、(b) 降水、(c) 径流和(d) P- ET趋势的空间分布(单位:mm (10 yr)-1)。黑色实线内为胡焕庸过渡带,打点表示趋势信度超过95%。(e)、(f) 分别为胡焕庸过渡带和华北地区年降水、径流、P-ET和TWS距平的区域平均时间序列(单位:mm)。图下方数字分别为降水、径流、P-ET和TWS的趋势的大小和置信度。

图2. (a) 1982-2015年NDVI变化趋势的空间分布;(b) 去趋势年平均NDVI与scPDSI相关系数的空间分布,黑色虚线表示秦岭-淮河线;(c)、(d)、(e)分别表示胡焕庸过渡带、胡焕庸过渡带北部和南部NDVI和scPDSI的区域平均时间序列,图下方为相关系数的大小和信度。

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