全球變暖正加速水循環(huán)進(jìn)程，導(dǎo)致極端氣候事件頻發(fā)。相對(duì)濕度作為表征大氣干燥程度的核心指標(biāo)，不僅調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)功能（如樹木徑向生長）與環(huán)境質(zhì)量（如灰霾形成），還直接關(guān)系人體健康與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。因此，對(duì)其歷史演變進(jìn)行重建具有重要的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義。

黃土高原作為我國西北重要的生態(tài)屏障和旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，其水分波動(dòng)對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。然而，現(xiàn)有基于樹木年輪的古氣候研究多集中于黃土高原西部和東北部，且以溫度、降水和干旱指數(shù)重建為主，針對(duì)相對(duì)濕度的重建存在明顯不足：一是東南部區(qū)域存在顯著數(shù)據(jù)空白；二是現(xiàn)有研究均止于2015年，導(dǎo)致在全球變暖背景下樹木生長與水分利用效率的關(guān)聯(lián)如何演變至今尚不清楚；三是以往相對(duì)濕度重建多依賴成本高昂、耗時(shí)較長的樹輪δ18O分析，缺乏高效經(jīng)濟(jì)的替代方案。

針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所極端氣候事件及影響團(tuán)隊(duì)（EXCEIS）利用黃土高原東南部油松樹木年輪寬度記錄（圖1），定量重建了該地區(qū)自1844年以來的生長季相對(duì)濕度變化序列（圖2）。研究發(fā)現(xiàn)，4–8月中旬的相對(duì)濕度（RHc10-23）是影響研究區(qū)油松徑向生長的主要限制因子，且其影響在整個(gè)器測時(shí)期持續(xù)穩(wěn)定。研究揭示，該區(qū)域近180年呈現(xiàn)典型的“暖干–冷濕”水熱配置模式，1844–1846年、1898–1901年、1926–1935年、1974–1980年和1997–2023年為相對(duì)干旱期，而1850–1890年、1910–1916年和1951–1966年為相對(duì)濕潤期。

重建序列清晰記錄了1844年以來的持續(xù)干旱趨勢，并識(shí)別發(fā)生在1900年前后、1920年代末期（“民國大旱”）和1940–1943年的三次極端干旱事件。值得注意的是，1997–2023年的干旱強(qiáng)度雖然為研究區(qū)近180年之最，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失卻較歷史上類似強(qiáng)度的干旱顯著降低，這一發(fā)現(xiàn)印證了現(xiàn)代社會(huì)氣候韌性的顯著提升。此外，研究還發(fā)現(xiàn)RHc10-23變化受到亞洲夏季風(fēng)、大西洋多年代際振蕩、厄爾尼諾-南方濤動(dòng)和印度洋偶極子的協(xié)同調(diào)控（圖3）。

本研究填補(bǔ)了黃土高原東南部相對(duì)濕度重建的數(shù)據(jù)缺口，拓展了對(duì)區(qū)域水文氣候演化的認(rèn)知，證實(shí)了現(xiàn)代社會(huì)氣候韌性顯著增強(qiáng)，闡明了積極人類活動(dòng)在應(yīng)對(duì)氣候變化中的實(shí)用性，為氣候變化應(yīng)對(duì)、水資源管理及生態(tài)保護(hù)提供了重要科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)成果發(fā)表于國際知名期刊Journal of Forest Research上。陳丹碩士研究生為論文第一作者，蔡秋芳研究員和劉禹研究員為論文通訊作者。該研究受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42472251）、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2024JC-ZDXM-17）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42361144712, 42371073）等的共同資助。

Chen Dan, Cai Qiufang*, Liu Yu*, et al. Annually resolved relative humidity reconstruction since 1844 CE reveals unprecedented drought (1997–2023 CE) in the southeastern Chinese Loess Plateau. Journal of Forest Research, 2026, 37: 100.

https://doi.org/10.1007/s11676-026-02046-7

圖1 研究區(qū)概況圖

注：（a）采樣點(diǎn)（GPGL）和（SWP）及氣象站點(diǎn)、對(duì)比點(diǎn)示意圖；（b）基于臨汾、運(yùn)城、新鄉(xiāng)、鄭州氣象站的區(qū)域氣候記錄（1956–2020年）；（c）重建的第10至23旬相對(duì)濕度（RHc10-23）與4–8月scPDSI（scPDSI4-8）的空間相關(guān)模式；（d）重建的RHc10-23與4–8月SPEI-4（SPEI-44-8）的空間相關(guān)模式

圖2 黃土高原東南部過去近兩百年4–8月中旬（10–23旬）相對(duì)濕度重建

圖3 黃土高原東南部RHc10–23變化的影響因子

注：（a）亞洲夏季風(fēng)指數(shù)（ASM, Xu et al., 2023）；（b）本研究重建序列，（c）夏季大西洋多年代際變率指數(shù)（AMV, Wang et al., 2017）；（d）上年9月的大西洋多年代際振蕩指數(shù)（AMOP9），（e）上年9月至當(dāng)年8月的印度洋偶極子指數(shù)（IODP9–8）。