科學家提出基于土地變化趨勢的時間頻率分析框架

土地退化是影響全球生態系統服務功能的重要生態問題。聯合國防治荒漠化公約將“土地退化零增長”（LDN）確立為可持續發展核心目標，旨在實現土地損失與收益的動態平衡。然而，傳統LDN評估多依賴固定歷史基線的靜態比較，在氣候波動劇烈的干旱區易將短期氣候變異與長期退化趨勢混淆，難以精準識別需優先干預的持續性退化區域，導致宏觀報告與地方景觀過程認知之間存在脫節。

近期，中國科學院新疆生態與地理研究所團隊提出一種“時間頻率分析”（TFA）框架。該方法通過量化土地退化或改善趨勢在多個評估周期中的重復出現率，將其作為衡量景觀過程持續性的新指標。研究以土地生產力動態（LPD）子指標為核心，基于2001年—2022年MODIS NDVI數據，采用五年滑動窗口和全期中位數動態基線，在十個連續重疊的評估周期內逐像元計算退化、穩定和改善重復率。研究團隊將TFA框架應用于土庫曼斯坦達紹古茲州和列巴普州干旱區。結果顯示，持續性退化熱點和持續性改善亮點均呈現高度局地化特征，各自僅占研究區面積不足1%，表明真正根深蒂固的土地退化在空間上極為集中，而非普遍蔓延。

研究進一步揭示了不同土地利用類型下的差異化退化軌跡與生態系統韌性。達紹古茲州退化熱點主要集中于嚴重次生鹽漬化區域和薩雷卡梅什湖周邊，與礦化排水排放密切相關；列巴普州退化熱點則與鹽漬土、灌溉農田棄耕和過度放牧相關聯。對比顯示，列巴普州各區縣穩定生產力重復率顯著高于達紹古茲州。處于動態不穩定狀態的土地占比最大，代表著最大的生態脆弱性與干預機遇。該框架將LDN從回顧性報告義務轉變為動態的、面向過程的診斷工具，通過區分重復性退化與臨時性氣候波動，為LDN響應層級提供了空間明確的決策依據。基于開源工具和全球一致數據，該方法無需專有軟件或大規模野外調查即可復制應用，可為全球干旱區土地退化評估與適應性管理提供可擴展的方法支撐。

相關研究成果發表在Catena上。研究工作得到聯合國開發計劃署—全球環境基金項目、上海合作組織項目等的支持。

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時間頻率分析框架的概念圖