最新 Science | 全球多年干旱的发生频率和影响增加

以下文章来源于：全球变化生态地理学，作者：Ecogeography 

气候变暖导致全球干旱的发生频率和严重程度持续增加，但是相比季节和短期干旱，多年干旱的发生频率、时间、强度及其影响仍不清楚。2025年1月16日，瑞士联邦森林、雪与景观研究所陈良致博士围绕这一科学问题在国际顶尖期刊Science发表了题为“Global increase in the occurrence and impact of multiyear droughts” 的最新研究成果。Science在同期发表了针对该研究工作的评议及展望。

研究背景

气候变暖和水循环模式变异导致全球干旱的发生频率以及多年干旱的发生频率显著增加。多年干旱事件指持续数年甚至数十年，对生态系统和人类造成严重影响的事件。多年干旱会导致土壤水分枯竭和径流减少，对生态系统和人类社会造成不可逆转的影响，如大规模农作物减产、树木死亡率增加、生态系统生产力下降以及供水减少等。因此，深刻理解多年干旱的特征及其对生态系统的影响至关重要。

研究结果

本研究基于1980-2018年全球时空连续的气候异常数据，利用形态识别方法，识别了13,176个多年干旱事件（至少连续2年）并对所有事件进行了排序，绘制了多年干旱事件的全球分布图。多年干旱事件的排序是基于干旱事件的持续时长、空间分布广度、严重程度和已被识别的可能性综合而成的经验模型。

结果发现，排名最高的十大多年干旱事件发生在除澳大利亚外的所有大陆，其中三次多年干旱事件一直持续到 2018年（本研究的最后一年，图1）。前十次多年干旱事件中有5次发生在2007至2018年，持续时间最长的多年干旱事件覆盖了刚果盆地东部，持续了近十年（2010 -2018，图 1），最大范围出现在2014年，覆盖面积为1,494,226平方公里。发生在亚马逊西南部的多年干旱事件持续了9年，受影响面积在2015年达到峰值（图 1）。基于不同空间分辨率的分析也得到一致的结果。

图1. 1980-2018年十大多年干旱事件的发生情况

1980-2018年，多年干旱事件的规模不断扩大，全球范围内，受多年干旱事件影响的地区持续增加，在评估前10、30、100和500个多年干旱时，受影响的地区数量级不断增加（图 2）。前十个多年干旱事件受影响的地区平均每年以16,704±9,297平方公里的速度增加，前500个多年干旱事件受影响的地区平均每年以49,279±14,771平方公里的速度增加。就多年平均干旱指标 (SPEI) 而言，干旱强度并没有显著加剧，但是多年干旱的温度异常显著上升，降水缺口也显著上升。

图2. 多年干旱事件特征的时间趋势

多年干旱事件期间的降水异常通常高于潜在蒸散量，但这一比率在全球范围内存在差异（图 3）: 高纬度地区的异常比率低于热带地区，这表明尽管在全球尺度上降水不足是多年干旱事件的主要驱动因素，但潜在蒸散发增加在多年干旱事件中也发挥着重要的作用，特别是在高纬度地区。50°N以上地区的比率通常低于 50°N 以下的地区，这是因为高纬度地区的气候变暖放大效应导致的相对较高的潜在蒸散量。

图3. 全球十大多年干旱事件的气候特征

在不同生物群落中，多年干旱事件的影响也存在差异（图4）。基于前 500个主要多年干旱事件，研究构建了量化多年干旱事件严重程度的指数，发现亚热带和热带森林是受多年干旱事件影响最广泛的地区，但是就植被对干旱事件的响应而言，植被绿度通常表现出轻微到中等程度的异常。而温带草原的植被绿度下降幅度最大，北方森林和热带森林的响应相对较小。

除了生物群落外，蒙古、澳大利亚东南部和美国西部是严重多年干旱事件密度最高的地区（图4）。澳大利亚东南部发生的多年干旱事件的气象严重程度为低到中等，但植被绿度下降最为显著。非洲南部和东部、阿根廷和中亚为严重程度多年干旱事件的热点区域。

图 4. 1980 -2018年500个最严重多年干旱事件及其严重程度在生物群落中的分布

本研究揭示了多年干旱的发生频率、严重程度、趋势及其对植被的影响，证明了在时空上识别多年干旱方法的可用性，强调了考虑多年干旱事件研究的重要性，研究结果为促进此类极端事件的有效缓解和适应提供了重要基准。

作者信息

本研究以“Global increase in the occurrence and impact of multiyear droughts”为题，发表于Science期刊，瑞士联邦森林、雪与景观研究所陈良致博士为本研究的第一作者和通讯作者。

引用格式：

Liangzhi Chen et al. Global increase in the occurrence and impact of multiyear droughts. Science 387, 278-284 (2025).

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