非洲旱地生态系统主要由稀树草原和灌丛组成，草本与木本植物动态竞争，对气候变化和人类活动非常敏感。在全球变化背景下，生态系统结构和功能发生显著变化。课题组基于多源遥感数据，将光学NDVI和微波VOD互补，识别了非洲旱地生态系统近30年的动态演化，发现1993-2012年间，非洲旱地生态系统木本植物增加，土壤水分的变化是主要的驱动因素。此外，利用集合经验模态分解的方法分析了过去三十年东非植被的时空动态，划分了趋势变化的类型，识别了趋势转折的时间，结果表明植被由变绿到变棕是主要的变化趋势，转折时间集中在2000年前后。该项研究为大尺度植被动态监测及生态系统退化评价提供了科学方法。
火动态对于理解生态系统结构功能变化和全球气候变化有着重要的意义。一方面，全球变暖和干旱事件增加了火发生的潜在风险，另一方面人类活动特别是农田扩张抑制火的发生和传播。非洲火占全球火燃烧面积的70%，占全球火相关排放的50%，同时火在草本和木本植物竞争中扮演着重要角色。但目前关于气候因素和人类活动在多大程度上影响非洲火动态尚不清楚。课题组基于遥感数据，分析了2001-2016年间非洲火的非线性动态（图1）， 结果表明非洲北部火持续减少，主要原因是农田扩张；非洲南部火经历了由增加到减少的转折，主要受降水的控制。同时，研究指出降水-火关系存在时空异质性：短期降水与火呈负相关关系（降水抑制燃料的可燃性）， 前一两个雨季降水与火呈正相关关系（降水促进燃料的累积）。总体而言，干旱区降水与火呈正相关关系，湿润区降水与火呈负相关关系。该项研究对于理解植被-降水-火关系以及预测未来非洲火动态提供了科学依据。
图1: 非洲火的时空变化:（a）2004年,（b）2010年,（c）2016年,（d）2001-2016平均变化；
上述研究成果得到了国家重点研发计划项目“全球变化对生态系统服务的影响”（资助号：2017YFA0604701）和国家自然科学基金项目（资助号：41761144064）等支持，相关论文发表在Global Change Biology和Land Degradation & Development。系列文章链接如下。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15190
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ldr.3342
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ldr.3017
城市与区域生态国家重点实验室
2020年6月24日