加剧的干旱风险削弱了全球干旱区植被的恢复力

为何土地变干与每个人息息相关

干旱区——从美国西南部到萨赫勒、再到澳大利亚中部——是数十亿人、重要农业产区以及独特动植物的家园。本研究提出了一个简单却至关重要的问题：在变暖的世界里，干旱加剧时，干旱生态系统还能否恢复，还是正在失去其自然的复原能力？这个答案将影响未来的尘暴、粮食安全，甚至这些景观能封存多少碳。

本就干渴地区的日益增长威胁

研究人员考察了全球干旱区的植被在干旱期间遭受损失的可能性，以及其之后恢复的能力。他们使用自1982年以来的卫星记录和到2100年的气候情景预测，绘制了不同植被类型的干旱相关风险图。历史上，大约一半的干旱区呈现中等风险，且高风险区域集中分布在美国西部部分地区、南美洲南部、非洲南部、撒哈拉边缘以及澳大利亚。森林相对较安全，而灌木丛最为脆弱，已有大量区域处于高风险类别。

展望未来，模型模拟显示中等到高风险区将扩大约10–15%。当前相对安全的低风险区在所有未来排放路径下预计都会大幅缩减。即便在最有利的气候情景下，安全区也在收缩；在更强的变暖情景下，收缩更为显著且范围更广。灌木丛是最大的受损者：到本世纪末，几乎一半的灌木丛区域预计将处于高风险条件，而森林和稀树草原的情况则相对较好。

植物恢复得更慢了

除了即时损害外，团队还关注“恢复力”——植被在应激后恢复到正常状态的速度。他们追踪卫星观测的绿度随时间的细微变化，以判断植物群落的恢复是加快还是放缓。在57%的植被覆盖干旱区中，他们测得的信号显示1982年至2019年间恢复力减弱，许多地区表现为突发性转变而非逐步下降。恢复力减弱的热点包括北美西部、南美南部和东部、非洲南部和东部大部、中亚、东北中国、俄罗斯远东以及大部分澳大利亚。森林是个例外：它们是唯一总体上恢复力略有改善的重要植被类型，而灌木丛、草地和稀树草原大多显示出恢复力减弱。

未来情景表明，这一模式强烈依赖于温室气体排放。在低排放路径下，恢复力下降的干旱区比例到本世纪末会逐步减少。然而在中高排放情景下，约三分之二的干旱植被预计会陷入恢复力减弱的状态，这意味着生态系统在干旱和热浪后需要更长时间恢复——或可能无法完全恢复。在这些较高排放的未来情景中，像森林这样的木本植被稳定性损失尤为显著。

隐性驱动因子：高温、空气干燥及二氧化碳益处减退

为了解恢复力为何减弱，作者将气候、土壤、水文和人类影响数据结合机器学习模型。他们发现两大类因素尤为重要。第一，长期变干——由反映降水与蒸散需求平衡的指标捕捉——稳步侵蚀生态系统稳定性。植物对干旱的耐受有上限；超过某些阈值后，恢复力会急剧下降。第二，曾经有利的升高二氧化碳效应——能促进植物生长并提高用水效率——似乎存在一个狭窄的“最佳区间”。在适度的CO₂水平内，恢复力有所改善，但在该窗口之外恢复力丧失的可能性增加，可能由于气孔关闭导致水与碳的通量失衡。另有影响因素包括大气干燥加剧、年际降雨波动增大以及广泛的地下水耗竭，这些都削弱了以往帮助植被度过干期的安全网。

绘制未来热点并指导行动

通过将植被损失风险与恢复力趋势结合，研究将干旱区划分为可付诸管理的区域。一些地区既面临风险上升又恢复力下降——这些“生态敏感区”覆盖大约三分之一到一半的干旱区，包含北美西南部、南美部分地区、北部与南部萨赫勒、非洲南部、澳大利亚内陆以及欧亚大陆的部分区域。另一些区域风险有所缓解但恢复力仍在下降，提示过去的损害和群落结构变化在阻碍生态系统恢复，即便气候压力暂时放缓。较小的一部分干旱区形成保护亮点，风险下降且恢复力改善，尤其集中在中非和高纬度欧亚地区。

这对干旱区的未来意味着什么

简言之，研究表明干旱风险在上升，而干旱区植被的反弹能力在减弱，尤其是在温室气体排放维持高位的情况下。干旱区不仅变得更干；它们还在失去缓冲冲击的能力。结果强调存在一个狭窄的窗口，在该窗口内平衡水资源可用性与碳增益可以维持生态系统的恢复力。保护地下水、科学管理土地利用与限制全球变暖可以帮助更多区域保持在这一窗口内。若不采取此类行动，大面积干旱区可能跨越阈值，导致植被损失加速且恢复变得不确定，对人类、气候与生物多样性产生深远影响。

引用: Kong, Z., Ling, H., Deng, M. et al. Intensifying drought risk weakens vegetation resilience in global drylands. Commun Earth Environ 7, 279 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03303-7

关键词: 干旱生态系统, 干旱恢复力, 气候变化, 植被脆弱性, 干旱地区