中国北方复合干热事件加剧对植被影响的时空格局与机制解析

针对全球变暖背景下复合干热事件(CDHEs)对植被的协同影响机制不明问题，本研究基于Copula函数构建复合干热指数(CDHI)，揭示1982-2020年中国北方夏季CDHEs时空分异规律，发现温度贡献(STI>50%)显著高于降水(SPI)，草地对CDHEs响应最敏感(损失率0.50)，为干旱区生态风险管理提供量化依据。

　　

【研究背景】
在全球气候变暖的背景下，极端气候事件正以更频繁、更强烈的方式重塑地球生态系统。IPCC第六次评估报告指出，极端高温事件发生频率已达工业化前4.8倍，而联合国防治荒漠化公约(UNCCD)数据显示全球约18.4亿人正遭受干旱威胁。当高温与干旱通过土地-大气反馈机制产生协同效应时，便会形成破坏力更强的复合干热事件(Compound Dry-Hot Events, CDHEs)。这类事件不仅导致2003年欧洲热浪中植被生产力骤降，更在2022年造成长江流域湿地生态系统崩溃。中国北方作为典型的干旱半干旱区，其升温速率远超全球平均水平，但现有研究多聚焦单一气候因子，对CDHEs的系统性影响认知不足。

【研究方法】
国家气象信息中心等机构的研究团队利用748个气象站数据，基于Copula函数联合标准化降水指数(SPI)和标准化温度指数(STI)构建复合干热指数(CDHI)，分析1982-2022年中国北方夏季CDHEs时空演变。采用去趋势标准化归一化植被指数(SNDVI)评估植被响应，通过AIC/BIC准则优选Student t Copula作为联合分布函数，量化不同植被类型(草地/农田/森林)的损失率差异。

【研究结果】

1. CDHEs时空变化特征
   CDHI分析显示，新疆东部、甘肃中部、青海南部及内蒙古中东部等地CDHEs显著增强(p<0.05)。STI对CDHEs的贡献度超过50%的区域面积显著大于SPI，表明温度主导作用突出。

2. 植被响应机制
   SNDVI与SPI呈显著正相关(草地R²
   =0.50>农田0.51>森林0.31)，但与STI关系存在海拔依赖性空间异质性。干旱半干旱区植被损失速率较湿润区高37%，其中农田损失率(0.51)最大。

3. 区域差异
   尽管新疆西部和青海南部呈现"暖湿化"趋势，但高蒸发需求导致水分亏缺持续，维持了CDHEs的发生基础。三北防护林工程区植被对CDHEs的恢复能力显著优于自然生态系统。

【结论与意义】
该研究首次系统量化了中国北方CDHEs中温度与降水的协同效应，揭示草地生态系统对复合胁迫的高度敏感性。提出的CDHI模型为预测气候变暖背景下植被退化风险提供新工具，成果发表于《Journal of Arid Environments》，对优化三北防护林等生态工程具有直接指导价值。研究强调未来需重点关注土地-大气耦合过程对极端事件放大的正反馈机制，为全球干旱区生态系统适应性管理提供范式。