树轮氧同位素在土壤水分重建中的应用及挑战

作     者：王璐 刘鸿雁 WANG Lu;LIU Hongyan

作者机构：中国科学院亚热带农业生态研究所湖南长沙410125 北京大学城市与环境学院北京100871 

出 版 物：《第四纪研究》 (Quaternary Sciences)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：1021-1030页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家重点研究发展计划项目(批准号:2022YFF0801803)资助 

主　　题：土壤水分 树木年轮δ^(18)O 气候重建 农业和生态干旱 

摘      要：土壤水分是评估农业和生态干旱的基本指标。目前,长时间连续土壤水分记录缺乏,严重影响了土壤水分的模拟和预测可靠性,导致全球各地的农业和生态干旱评估结果准确性和可信度偏低。近年来,基于树木年轮的土壤水分重建工作逐渐开展,在不同干湿气候区重建了长时间连续的土壤水分动态,对于认识当前农业和生态干旱及其驱动因子具有重要意义。本研究通过与树轮宽度指标对比,总结了树轮δ^(18)O指标在土壤水分重建中的优势;其次构建了一个包含237条序列的全球树轮δ^(18)O数据库,发现超过20%的树轮δ^(18)O年表与夏季土壤水分有显著相关(p0.05),且干旱和湿润地区的相关系数无显著差异,表明树轮δ^(18)O在不同气候区域均有重建土壤水分的潜力;此外,讨论了重建过程中在选择土壤水分产品和确定土壤水分重建深度两方面的主要挑战。在未来的土壤水分重建实践中,可重点关注以下几个关键内容:1)干旱和湿润地区百年~千年土壤水分变化的趋势、变率和幅度;2)土壤水分变化的主要驱动因素;3)土壤水分重建数据与气候模式数据的比较。