中国干旱区极端气候事件驱动下植被碳循环时空动态及其机制

《Carbon Balance and Management》：Differentiation mechanisms of vegetation net ecosystem productivity and carbon use efficiency in response to extreme climate disturbances in arid regions of China

　　**摘要****背景**干旱区是中国北方重要的生态屏障，然而其碳循环稳定性正日益受到加剧的气候极端事件的威胁。本研究结合1982–2022年的极端气候指数以及植被净生态系统生产力（NEP）和碳利用效率（CUE），揭示陆地碳循环的时空动态及其驱动机制。综合采用Theil-Sen趋势分析、Mann–Kendall检验、地理探测器和结构方程模型（SEM），量化了沿干旱梯度上NEP和CUE对16个极端温度和降水指数的响应。**结果**（1）1982–2022年，中国干旱区极端温度呈现以夜间升温为主导的非对称增暖特征。降水格局方面，西部极端强降水增多，东部干旱化加剧，干湿两极化趋势显著。（2）1982–2022年，中国干旱区植被NEP整体呈东增西减的分布格局；CUE则沿干旱梯度呈现交错分布特征。（3）极端气候因子的交互效应显著超过单因子影响，其中NEP对极端气候的敏感性高于CUE。识别出TNx（最低温度极值）与极端降水之间的显著协同作用模式。SEM结果表明，在半干旱区，水热耦合的优化通过绕过呼吸损耗实现了"净初级生产力向净生态系统生产力"的最大化转化效率；而CUE的稳定性则通过总初级生产力与净初级生产力之间的生物补偿效应得以维持。**结论**在气候极端事件影响下，半干旱生态系统表现出显著的"双重响应"特征：NEP作为高度敏感的碳"热点"而波动剧烈，而生物补偿效应则维持了CUE的稳定性。这些发现为脆弱干旱区的针对性碳管理和生态恢复提供了科学依据。