亚热带山地森林流域气候-物候-水文关联特征比较研究：揭示季节性干旱对植被生长与水文调节的影响

本研究针对亚热带森林流域气候-物候-水文关联机制不清的问题，以台湾富山和莲华池两个长期观测流域为对象，结合SPEI/SDI干旱指数与MODIS PV数据，揭示了季节性降水通过调控植被物候（SOS/LOS）影响流域水收支（P-Q deficit）的差异化机制，为气候变化下亚热带森林水文调控功能评估提供了关键理论支撑。

　　

在全球气候变化背景下，亚热带森林作为重要的碳汇和水源涵养区，其生态水文过程正面临前所未有的挑战。然而，这类生态系统的气候-植被-水文耦合机制仍存在显著认知空白，特别是季节性干旱如何通过调控植被物候影响流域水文功能，成为制约水资源可持续管理的瓶颈问题。台湾中央研究院等机构的研究团队在《Ecological Informatics》发表的研究，通过对比分析台湾北部富山（年降水>4000 mm）和中部莲华池（年降水>2300 mm）两个典型亚热带森林流域20年的观测数据，首次揭示了降水季节性分配差异驱动的物候-水文响应分异规律。

研究团队整合了气象站观测、MODIS卫星遥感（光合有效植被覆盖度PV）和水文监测数据，采用标准化降水蒸散指数（SPEI）和径流干旱指数（SDI）量化气象与水文干旱，结合结构方程模型（SEM）解析气候-物候-水文的级联效应。关键发现包括：莲华池流域春季（2-3月）降水每增加100 mm可使生长季始期（SOS）提前5.2天，进而延长生长季（LOS）并增加水分亏缺（P-Q deficit）；而降水充沛的富山流域则未表现此关联。更值得注意的是，SPEI12与SDI12的高相关性（R²=0.92）表明水文干旱对气象干旱的响应存在10-12个月滞后期，这一发现为干旱预警提供了关键时间窗口。

研究结果部分，通过"气候与干旱指数的时空动态"揭示莲华池极端干旱事件频率（14.2%）显著高于富山（6.7%），且干旱持续时间更长；"植被绿度与物候响应分异"显示莲华池PV与降水呈两月滞后对数关系（R²=0.59），而富山无滞后效应；"气候-物候对水文收支的因果效应"通过SEM证实莲华池春季降水通过SOS→LOS→P-Q deficit路径间接减少径流，而富山仅LOS与季节性P-Q deficit存在弱关联。

该研究创新性地构建了亚热带森林"降水季节性-物候弹性-水文调节"的理论框架，其结论为差异化流域管理提供了科学依据：莲华池等季节性干旱区需加强枯水期水资源储备，而富山等丰水区应侧重暴雨径流调控。研究强调将物候参数纳入气候模型可显著提升亚热带地区水文预测精度，对维护岛屿生态安全具有重要战略意义。