干ばつは、世界中の農業、経済、社会に深刻な影響を与える可能性がある最も壊滅的な自然災害の 1 つです。いくつかの研究では、土地の乾燥度が増し、気候変動に関連して干ばつがさらに拡大し、農業、生態系サービス、および人間の福祉に深刻な影響を与える可能性があると予測されています。しかし、既存の干ばつ監視指標のほとんどは、実際の生態系の反応ではなく、環境条件に由来する干ばつストレスに基づいており、生物圏と大気の間の潜在的なフィードバックを無視しています。しかし、調査によると、生態系の回復力の違いが、限られた水の利用可能性に関する多様な適応と順化のメカニズムに寄与することが示されています.
チャンら。 (2018) 正規化された生態系干ばつ指数 (NEDI) と呼ばれる生態系の干ばつ指標を提示しました。 NEDI を既存の干ばつ指数と区別する主な違いは、干ばつ状態の定量化に正規化された地表水収支を使用することです。これは、干ばつの深刻度の推定に生態系の特性を組み込みます。
彼らは、生態系が利用できる水の量 (W) は、地下水の貯留と流出の影響を無視して、その降水量と潜在的な蒸発散量 (水余剰でプラス) の差であると仮定しました。 NEDI は、-1.0 (最も乾燥した状態; 最大の水不足) から 1.0 (最も湿った状態; 最大の水余剰) までの最大絶対値で水利用可能系列を正規化することによって定義されました。このアプローチに基づいて、標準的な気象観測所で広くアクセスできる気温と降水量の測定値を使用して、特定の生態系の湿潤/乾燥状態を導き出すことができます。
彼らの研究では、干ばつに対する生態系の反応は、正規化された蒸発散強度 (以下、K) の測定された変化によって表されました。これは、実際の蒸発散量と潜在的な蒸発散量の比率として定義され、さまざまな生態系タイプ間で異なる地理的地域にわたる干ばつの深刻度の比較を容易にします。変数空間で表すと (図 1)、NEDI が符号を変更すると、K の局所的な分散に急速な遷移信号があり、生態系がウェット NEDI レジームとドライ NEDI レジームの間で水の利用可能性に異なる反応を示すことが示唆されます。 NEDI が正の場合、K のローカライズされた平均は比較的高く、K のローカライズされた強い分散がウェット領域で変動します。 NEDI が負の場合、K の局所化された平均は比較的低く、K の局所化された分散は弱く安定しており、K の局所化された平均は一般に乾燥状態での NEDI の減少とともに減少します。このような機能は、sc-PDSI、SPI1 などの一般的な干ばつ指標を使用して見つけることはできません 、および SPI12 であり、これらの干ばつ指数によって識別される湿潤状態と乾燥状態を区別する明確な移行パターンはありません (図 1)。
したがって、NEDI によって提案された干ばつ条件は、干ばつに対する生態系の反応を反映するため、灌漑計画を最適化し、水の利用可能性に対する生態生理学的反応に関心のある研究を促進するために使用できます。チャンらで開発されたフレームワーク。 (2018) NEDI 計算にはサイト固有のパラメーターや生態系に依存するプロパティが含まれないため、任意の空間スケールで適用できるはずです。したがって、生態系の干ばつの深刻度は、NEDI 計算に必要な唯一の固有変数であるため、ユーザー定義の調査地域で適切な気温と降水量のデータセットを使用して評価できます。 NEDI の低いデータ要件と単純な性質により、さまざまな科学分野への適用や、さまざまな空間的および時間的スケールでの干ばつの検出と分析が簡単になります。 NEDI を適用する可能性は、ユーザーと意思決定者がそれに応じて水管理慣行を変更するための貴重なツールを提供します。
これらの調査結果は、「水の利用可能性に対する生態系の反応を反映する干ばつ指標:正規化された生態系の干ばつ指数」というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、カリフォルニア大学デービス校の Kuang-Yu Chang と Kyaw Tha Paw U、マサチューセッツ工科大学の Liyi Xu、アラバマ大学の Gregory Starr によって実施されました。
