中国旱区水循环变化特征及其对植被净初级生产力的影响

了解全球气候变化背景下旱区植被净初级生产力(NPP)的变化特征及对水循环变化的响应机制,对于旱区水资源优化配置和生态系统管理具有重要意义。本研究基于2003—2017年的水文、气候数据和CASA模型模拟的NPP数据,分析了中国旱区水循环变化特征及其对NPP的影响,并采用气候枢轴点方法量化了不同干旱梯度下NPP对水循环变化的响应系数和阈值。结果表明:中国旱区整体呈暖湿化趋势,降水、蒸散和土壤水年均增加2.94 mm·a^(-1)、1.79 mm·a^(-1)和0.0005 m^(3)·m-3·a^(-1),水循环过程加速;中国旱区平均NPP为146.82 g C·m^(-2)·a^(-1),年均增加0.93 g C·m^(-2)·a^(-1);NPP增加区域主要分布在陕北、山西、内蒙东南部和新疆塔里木盆地边缘;降水、蒸散、土壤水与NPP显著正相关(相关系数分别为0.593、0.781和0.702,P<0.05),其中NPP对蒸散的响应最敏感;当降水、蒸散和土壤水分别达到349.05 mm、391.34 mm和0.081 m^(3)·m^(-3)阈值时,NPP将从低于平均值向高于平均值转变;不同干旱梯度下,半干旱区NPP对水循环变化的响应最敏感。研究结果有助于更好地理解水限制地区植物与水的相互作用关系,为旱区可持续发展和生态环境保护提供理论参考。