青藏高原被誉为“亚洲水塔”和“世界第三极”，在全球气候系统中发挥关键的调节作用，同时为欧亚大陆提供水源涵养、土壤保持等重要的生态服务。近年来，受气候变化和人类活动的共同影响，青藏高原及其周边区域的生态系统发生了显著变化。其中，自20世纪80年代以来，该地区的植被绿化趋势引起了广泛关注。然而，现有研究多聚焦于局地或单一要素的影响，缺乏基于复杂系统框架的整体性研究。北京师范大学系统科学学院陈晓松教授团队近期利用本征微观态方法，结合长期的归一化植被指数(NDVI)数据和气象再分析资料，系统揭示了青藏高原及其周边区域植被演化模式及其主导因素。

研究发现，区域植被动态演化主要受两大本征微观态的驱动，这两种模态共同解释了超过61%的植被变化（图1）。其中，第一大本征微观态（占比46.34%）揭示了青藏高原以南地区植被生长季节循环的异质性，农业活动和辐射为主要驱动因素。第二大本征微观态（占比15.00%）强调了土壤水在植被生长中的关键作用，尤其是深层土壤水（SM3，28cm-1m）。具体表现为，与降水和浅层土壤水（SM1和SM2，分别对应0-7cm 和7-28cm）相比，植被生长对较深层土壤水的响应更为迅速，响应滞后时间仅为一个月（图2a），而且较深层土壤水呈显著增长趋势，对植被绿化的贡献更加突出（图2b）。本征微观态方法为探究生态系统的大尺度空间结构与动态演化提供了全新的视角。本研究通过揭示人类活动、气象要素以及土壤水等关键因素的作用，为应对气候变化引发的生态系统性挑战提供了理论依据，并为优化生态保护和资源管理策略提供了重要支持。

图1 青藏高原及其周围区域NDVI前两大本征微观态的空间模式和时间演化。(a)、(b) 空间模式，(c)、(d) 时间演化。

图2 NDVI第二大本征微观态的时间演化(V2)与降水(Pp)和三层土壤水(SM1-SM3)第一大本征微观态的时间演化(V1)之间的相关性。(a) 不同月份滞后情况下的相关性变化，(b) 时间演化的年均变化及其相关性，以及年均变化的趋势。

该论文以 “Ecosystem Evolution and Drivers across the Tibetan Plateau and Surrounding Regions”为题于2025年3月12日正式发表在Journal of Environmental Management期刊（生态环境领域TOP期刊）上。北京师范大学国家安全与应急管理学院的博士生谢怡燃为论文的第一作者，陈晓松教授和范昊助理研究员为共同通讯作者。该论文的研究得到了国家重点研发计划（2023YFE0109000）、国家自然科学基金（12135003, 42205178）、地表过程与资源生态国家重点实验室(2024-TS-05)和中央高校基本科研业务费（2243100009）的资助。

文章链接https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124885

供稿：陈晓松、谢怡燃

编辑：郝林青

审核：李   辉