巴基斯坦农业生态区的植被时空趋势与气候归因

《Scientific Reports》：Spatiotemporal vegetation trends and climate attribution across Pakistan’s agro-ecological zones

　　

摘要

巴基斯坦拥有世界上气候和地形最为多样的景观，涵盖超干旱沙漠、冰川覆盖的高山山脉以及灌溉平原。此类异质区域中的植被动态反映了水分可用性、热力条件与土地管理之间复杂的相互作用。本研究利用 MODIS 增强植被指数 (EVI) MOD13Q1 产品以及九个 ERA5-Land 气候变量，刻画了 2001 年至 2024 年间巴基斯坦各农业生态区 (AEZs) 植被时空动态及其考虑滞后效应的气候驱动因素。长期植被趋势的评估使用了经过自相关修正和错误发现率 (FDR) 控制的修正曼 - 肯德尔 (MMK) 检验。所有 AEZs 均记录到正的植被趋势（绿化），其中 24% 的像元达到统计显著性，仅有 0.8% 显示出显著的褐化（绿色度下降）。研究发现，土壤湿度是略超过 37% 像元的主要驱动因素，证实了根区水分可用性主导着巴基斯坦大部分地区的植被变异性。在灌溉平原，植被趋势与运河灌溉而非降水强烈相关，这与印度河灌溉网络的运行一致。尽管降雨量下降，雨养高原仍显示出最强的植被恢复，表明土地管理的改善是一个促成因素。在山区，不对称的温度升高与生长季延长相关，而沙漠则表现出瞬时的土壤湿度耦合。北部灌溉平原的额外驱动因素包括感热通量和露点温度，这与灌溉引发的大气湿度反馈一致。沿海区三角洲边缘是唯一的空间连贯褐化区域，与科特里大坝下游的淡水赤字相关。这些结果表明，巴基斯坦的植被反映了跨 AEZs 的多样且机制上不同的过程，并强调了在气候异质性的灌溉景观中，对于准确的植被 - 气候诊断，进行考虑滞后效应、多变量归因的重要性。