全球土壤湿度四十年演变：数据集偏差、趋势与科学选择策略

《Science Bulletin》：Global soil moisture dynamics since 1980: datasets biases, trends, and science-informed selection

本文系统评估了1980-2023年间23种全球表层土壤湿度数据集（包括再分析资料、陆面模型和微波遥感产品）的时空一致性与不确定性。研究发现全球土壤湿度呈现长期微弱下降趋势（-4.30×10–4 m3 m–3 a–1），但2010年后出现短期湿润化转变（7.17×10–4 m3 m–3 a–1）。通过992个站点和483个高代表性站点的双重验证，揭示微波遥感产品（特别是SMAP）在捕捉时序动态方面表现最优（R≈0.7）。研究强调空间代表性误差对验证结果的影响，并提出基于气候带（K?ppen）和土地利用（IPCC）分层的科学选型框架。

　　

Highlight

我们的分析揭示了一个关键发现：全球土壤湿度存在复杂的双重趋势。尽管多年代际（1980-2023）记录显示出数据集间的显著差异和不确定性，但它们共同表明轻微的干旱化趋势是全球主导模式。然而，这种长期倾向与自2010年以来大多数数据集中出现更一致且显著的湿润化转变形成对比。虽然检测到的长期趋势幅度...

Discussion and conclusion

讨论与结论

我们分析的一个关键发现是全球土壤湿度的复杂双重趋势。虽然多年代际（1980-2023）记录的特征是数据集间的显著分歧和不确定性，但它们共同暗示轻微的干旱趋势是全球主导模式。这种长期倾向却与自2010以来大多数数据集中出现的更一致、更显著的湿润化转变形成对比。检测到的长期趋势幅度...

Conflict of interest

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

Acknowledgments

致谢

本工作得到中国科学院战略性先导科技专项（XDB0720400）、中国科学院西部之光基金会（xbzg-zdsys-202208）和国家留学基金委创新人才国际合作培养项目（202410630006）资助。Diego G. Miralles感谢欧洲研究理事会（ERC） consolidator grant HEAT（101088405）的支持。

Author contributions

作者贡献

Ziyang Zhu完成分析并撰写论文初稿...