地下水依賴型生態(tài)系統(tǒng)（GDEs）是干旱半干旱區(qū)的“生態(tài)島”與生物多樣性熱點區(qū)，其固氮過程高度依賴地下水系統(tǒng)的穩(wěn)定供給。但全球尺度研究普遍忽視地下水補(bǔ)給的核心作用，加之地下水超采，加劇了GDEs生態(tài)退化風(fēng)險。以往研究聚焦單一因子對固氮效率的獨立影響，對地下水補(bǔ)給的長期驅(qū)動效應(yīng)考慮不足。在全球氣候變化情景下，揭示其對GDEs固氮效率的驅(qū)動效應(yīng)演變、貢獻(xiàn)占比與內(nèi)在作用路徑，是水文學(xué)與全球變化生態(tài)學(xué)交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
近期，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所聯(lián)合沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所等，以全球GDEs為研究對象，在總結(jié)氣候變化下水文過程與生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)耦合研究的基礎(chǔ)上，整合ISIMIP多模型、多驅(qū)動全球數(shù)據(jù)集，并結(jié)合基于隨機(jī)森林的可解釋SHAP方法與偏最小二乘結(jié)構(gòu)方程模型，評估SSP126低排放與SSP585高排放兩種未來氣候變化情景下，全球及不同分區(qū)地下水補(bǔ)給對GDEs固氮效率的驅(qū)動貢獻(xiàn)，厘清了多驅(qū)動因子對固氮效率的直接與間接作用路徑，提出了GDEs保護(hù)與地下水管理的核心方向。
研究結(jié)果表明：氣候變化下，全球生態(tài)系統(tǒng)地下水補(bǔ)給與固氮效率呈協(xié)同增長趨勢，且增幅與波動程度隨排放情景的極端化提升；地下水補(bǔ)給是GDEs固氮效率提升最核心的貢獻(xiàn)因子；氣候變化驅(qū)動下，地下水補(bǔ)給對GDEs固氮效率的作用發(fā)生了從“限制效應(yīng)”到“促進(jìn)效應(yīng)”的根本性轉(zhuǎn)變，且驅(qū)動效應(yīng)強(qiáng)度隨排放情景呈現(xiàn)顯著差異。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《水研究》（Water Research）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和吉林省自然科學(xué)基金的支持。
在兩種氣候情景（SSP126和SSP585）下，全球自然生態(tài)系統(tǒng)、GDEs和Non-GDEs在歷史時期（1970-2015年）和未來時期（2015-2100年）地下水補(bǔ)給和固氮效率的年際變化
