【儀表網 研發快訊】在干旱區生態系統中，綠洲通過獨特的能量再分配(“綠洲效應”)顯著調節區域氣候，對維持水熱平衡至關重要。然而，當前研究存在兩大瓶頸：其一，缺乏統一指標量化“降溫效益”與“水資源消耗”的權衡關系；其二，驅動綠洲降溫的關鍵生物物理機制(如蒸散發調控、干旱響應規律)尚未系統解析。這嚴重制約了氣候變化背景下綠洲水資源的科學管控。
 

　　針對上述挑戰，中國科學院新疆生態與地理研究所綠洲水土過程與機理研究團隊融合多源衛星遙感(MODIS地表溫度、植被指數)與基于Priestley-Taylor模型的蒸散發估算技術，結合長期土壤水分及氣象觀測數據，對中國西北干旱區36個典型綠洲展開深入研究。團隊創新性提出“綠洲降溫效率”(OCE)指數——定義為綠洲降溫幅度(OCI)與蒸散發耗水增量(ΔET)的比值(OCI/ΔET)，首次實現降溫效益與水資源成本的協同量化。研究發現：VPD(大氣水汽壓虧缺)作為關鍵驅動因子，主導了綠洲降溫強度(OCI)變異的39.86%和降溫效率(OCE)下降的16%，其影響遠超土壤水分與植被覆蓋；OCE呈現顯著時空異質性(0.06-0.32K/mm)，其中森林降溫效率最高(1.25K/mm)，且隨蒸散發差(ΔET)增大呈雙曲線衰減；尤為重要的是，復合干旱(大氣與土壤干旱并存)導致OCI激增65%的同時引發OCE崩潰性下降62%，揭示了綠洲系統在極端氣候下的不可持續風險。
 

　　該成果通過首創的OCE指數填補了水熱權衡量化空白，其揭示的VPD主導機制為預測氣候變化下綠洲穩定性提供理論基礎；同時建立的干旱響應臨界閾值(如復合干旱導致OCE驟降62%)為西北干旱區生態水資源管理提供直接科學依據，對協調區域生態保護與水資源可持續利用具有重要實踐價值。
 

　　該成果第一與通訊作者為郝興明研究員，相關成果以“Vapor Pressure Deficit Governs Oasis Cooling Efficiency and Drought Intensified Water-Heat Tradeoffs in Arid Regions”為題發表在《Journal of Hydrology》。
 

圖1：西北干旱區36個典型綠洲的降溫效應與效率變化的驅動因素及對干旱的響應
 

　　圖2：OCI 和 OCE 對大氣和土壤干旱的響應。(a)OCI 和 OCE 與 SM 和 VPD 的關系；(b)非干旱條件和復合土壤-大氣干旱情景(OCI_CD 和 OCE_CD)下的 OCI 和 OCE；(c、d)VPD 主導干旱條件下 OCI 和 OCE 的響應；(e、f)SM 主導干旱條件下 OCI 和 OCE 的響應