Vegetation greening and soil drying in Central Asia: Evidence for bidirectional vegetation-soil moisture feedback

方法

用NDVI与四层土壤水分数据，结合相关分析和格兰杰因果检验。

发现

中亚东部植被变绿、西部变褐，土壤普遍变干，且植被与土壤水分存在双向因果反馈。

机会点

可结合人类活动与气候因子，量化不同深度土壤水分对植被反馈的贡献差异。

在干旱的中亚地区（CA），土壤水分（SM）的变化强烈影响植被动态，而植被可通过蒸散作用影响SM。尽管SM变化及其对植被动态的影响已被广泛记录，但植被与SM之间的双向反馈仍缺乏充分探讨。本研究考察了1982—2022年中亚地区归一化植被指数（NDVI）和四个土壤水分层（SM1~SM4，由浅至深）的趋势，采用相关分析和格兰杰因果检验刻画其关联及双向格兰杰预测反馈。结果表明：（1）中亚东部NDVI显著绿化、西部褐化，而SM在大部分地区总体下降；（2）NDVI主要与浅层至中层SM呈正相关，但负相关区域比例随土壤深度增加而上升；（3）SM1、SM2和SM3分别在88.4%、79.8%和72.2%的像元上存在双向格兰杰预测反馈，SM4→NDVI的影响在深层显著因果关系中占主导；（4）耦合趋势包括中亚西部NDVI与SM同步下降、东部NDVI上升而SM下降。这些发现表明，在这一水分受限区域，植被—土壤水分的趋势与关系均随人类活动和气候条件的影响而变化，为气候适应、生态恢复和水源管理提供了科学依据。