中国亚热带-暖温带过渡区茶园土壤干旱胁迫的时空演变及其与气候变化的关系

本研究针对气候变化背景下茶园土壤干旱胁迫加剧的问题，采用Biome-BGCMuSo模型模拟了1961-2020年中国气候过渡带茶园的生态水文动态。研究发现，年均和季节性土壤干旱胁迫指数（AveSDSI）均呈上升趋势，其中春季AveSDSI与时间呈显著线性关系；水汽压差（VPD）和降水分别是影响AveSDSI年际趋势和波动的关键气候因子。该研究为优化气候过渡带茶园管理提供了重要理论依据。

　　

在全球气候变化背景下，干旱事件频发对农业生产构成严峻挑战。作为世界最大茶叶生产国，中国亚热带-暖温带过渡带的茶园正面临日益严重的土壤干旱胁迫问题。这一区域不仅是重要的生态过渡带，更是优质茶叶的主产区，但关于长期土壤干旱演变特征及其气候驱动机制的研究仍存在空白。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所的研究团队在《Agricultural Water Management》发表论文，首次将改进的Biome-BGCMuSo模型应用于茶园生态水文过程模拟。该模型通过整合多层土壤剖面算法、植被管理模块和干旱胁迫响应机制，实现了对土壤-植被-大气系统水碳耦合过程的精确刻画。研究团队基于60年气象数据（1961-2020）进行模拟，采用土壤干旱胁迫指数（SDSI）量化干旱程度，通过因子模拟和偏相关分析解析气候驱动因素。

模型验证与参数敏感性
研究收集了信阳茶园25组土壤含水量数据验证模型，结果显示模拟值与观测值显著相关（R²=0.64）。敏感性分析发现，最大气孔导度（0.005 m s^-1）和叶片氮分配比例等参数对SDSI影响最大。

干旱胁迫时空演变特征
年度和季节性AveSDSI均呈上升趋势，其中春季增幅最显著（4.52×10^-3 yr^-1）。11年滑动标准差分析显示，年度和春季AveSDSI波动性显著增强，表明干旱胁迫的不可预测性增加。

气候驱动机制解析
因子模拟表明：

• 年度尺度：VPD上升是AveSDSI趋势的主因（贡献1.46×10^-3 yr^-1）
• 季节差异：春季受VPD主导，夏秋季受VPD和降水共同影响，冬季以降水驱动为主
  偏相关分析显示，降水是年度波动的主要控制因子（r=-0.50），而VPD在夏秋季作用显著。

讨论与意义
该研究首次量化了气候过渡带茶园干旱胁迫的长期演变规律，揭示了VPD和降水的差异化调控机制。春季干旱加剧尤其值得关注，这与茶树萌芽期需水特性直接相关。研究建议通过喷灌补充、覆盖保墒等措施协同调控土壤水供需平衡。模型对最大气孔导度等关键参数的敏感性提示，未来需加强茶树生理性状对气候适应性的研究。

这项成果为茶园智能水管理提供了模型工具和理论支撑，对实现联合国可持续发展目标中"陆地生态系统保护"和"农业经济可持续增长"具有双重意义。未来研究可结合CMIP6多模式气候情景，评估不同适应策略的长期效果。