南京信息工程大学丨npj Clim. Atmos. Sci.丨北半球植被“闪速繁盛”现象及其驱动机制
在全球气候变暖和大气CO₂浓度持续升高的背景下，陆地生态系统正呈现出更加剧烈和复杂的动态响应，传统以物候节点（SOS、POS、EOS）为核心的研究框架虽然揭示了生长季长度和峰值变化趋势，却难以捕捉生长季内部短时间尺度上的剧烈波动与快速转折。越来越多观测表明，植被在适宜气候条件下可能出现持续数周的快速生长跃升，这类突发式的冠层增强过程不仅显著提高短期碳吸收和生物量累积，也可能加速水分与养分消耗，进而影响后期生长稳定性与生态系统韧性。然而，这种短时高强度的快速“繁盛”现象在大尺度上的空间分布格局、长期变化趋势及其驱动机制仍缺乏系统认知。特别是在北半球中高纬度地区，气候变暖、辐射变化与CO₂施肥效应叠加，可能重塑植被生长节律与碳循环节奏。如果忽略这些快速跃迁过程，将难以准确评估生态系统对气候变化的响应敏感性，也可能低估其对未来碳汇稳定性和物候可预测性的影响。因此，有必要从生长速率和阶段动态出发，构建新的分析框架，系统揭示植被快速生长事件的时空特征及其环境驱动机制。本研究突破了传统基于季节节点的物候分析范式，从生长速率和百分位跃迁角度界定“flash flourishing”这一快速冠层增强过程，构建了以速率阈值与持续时间为核心的识别框架，将植被动态由“时间节点描述”拓展为“阶段强度与加速度刻画”。通过整合五套卫星植被产品、TRENDY模型集合模拟以及FLUXNET通量观测数据，建立了观测—模型融合的多源交叉验证体系，实现了对北半球中高纬度地区快速生长事件的系统刻画。同时，在归因分析中区分CO₂施肥效应、大气变化与土地利用变化的贡献，揭示CO₂在长期增强趋势中的主导作用，以及温度与辐射在不同阶段的差异化调控机制。此外，将快速生长起始阶段特征引入物候预测模型，证明其对峰值绿度、POS与EOS具有较高前瞻预测能力，构建了从早期快速响应到整季物候演化的因果链条，为改进生态系统模型结构和提升生长季预测能力提供了新的思路。快速且短暂的植被生长跃升——以生长速率和持续时间阈值界定——是生态系统响应环境变化的重要但尚未充分研究的指标。本研究分析了2003—2022年北半球中高纬度地区（NEL）植被“闪速繁盛”事件的时空格局。结果表明，高纬度地区（≥45°N）的事件发生频率比中纬度地区高1.6倍，且过去二十年中频率、持续时间和强度均呈显著上升趋势，同时起始阶段、后期阶段及整个事件期间的植被指数均持续增强。模型模拟表明，多年尺度的增强趋势主要由大气CO₂浓度升高驱动，而温度和辐射则主导不同阶段的变率特征，其中起始阶段特征对后续物候响应具有较强预测能力。研究揭示了北半球植被闪速繁盛的空间格局及其驱动机制，强调了其对生态系统动态的广泛影响，并为改进生态系统模型和评估生态系统变化提供了重要依据。注意：由于微信公众号修改了推送规则，请大家将生态遥感与碳循环加为星标（公众号主页→右上角→设为星标），或每次看完点击页面下端的“在看”和“点赞”，这样可以第一时间收到我们的推文！
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