气候变化下中国西北植被动态的时空异质性及其气候驱动机制

本综述系统分析了2000-2022年中国西北地区植被动态，通过kNDVI和BFAST算法揭示了植被转型的时空格局。研究发现该区域51.10%呈现绿化趋势，温度是主要驱动因子，但降水整体影响更大。研究创新性地识别了植被转折点（TPs），发现太阳辐射的影响在转折点后显著增强，为理解气候变化下植被-气候反馈机制的非平稳性提供了重要见解。

　　

Highlight

植被变化模式

我们采用BFAST01算法分析kNDVI变化模式。如图4a所示，51.10%的区域呈现绿化趋势（kNDVI正趋势）。在这些积极趋势中，36.42%（111.32×10⁴ km²）表现出持续显著的单调线性趋势（稳定增长），表明植被生产力持续稳定增强，主要分布在甘肃省东南部和陕西省南部（图3，图5b）。14.68%的区域呈现中断增长模式，表明植被改善过程中存在暂时性中断。

气候条件对植被变化的影响

作为植物生长发育的关键环境因子，温度、降水和太阳辐射等气候要素的变化必然改变植被生长条件并影响植物生长。这使得评估气候变化对植被的影响成为科学界的持续研究热点。例如，Cao等（2021）发现升温和太阳辐射增加促进了青藏高原高寒草甸的植被生长，而降水变化则呈现阶段性影响特征。本研究通过偏相关分析进一步量化了三大气候驱动因子在植被转折点前后的控制作用转变。

结论

本研究通过整合再分析气候产品和卫星遥感数据集，系统量化了2000-2022年西北干旱区植被kNDVI的时空格局，并深入解析了这些格局背后的驱动机制。

• 植被变化分析显示约51.10%植被呈正向变化，23.78%呈负向变化。值得注意的是，正向和负向变化均存在显著的空间异质性。

• 温度是植被改善的主要驱动因子，但降水表现出更强的整体控制力，且其影响随湿度增加而减弱。

• 太阳辐射在植被转折点后的影响范围和强度显著扩大，揭示了气候驱动因子作用的动态演变特征。

这些发现为预测持续气候变化下的植被动态提供了关键科学依据，对干旱-半干旱区生态系统适应性管理具有重要指导意义。