中亚地区地处亚洲大陆内部,降水量低且不稳定,在全球气候变化背景下,该地区的极端气候水文事件频繁发生,尤其是干旱经常反复发生使该区域植被出现了严重退化。作为丝绸之路经济带的重要支点,中亚地区通过文化和贸易交流将中国西部城市与欧洲乃至世界相连,其旱地生态系统支持了相当大比例的人口和经济,因此分析该生态系统对频发干旱的响应、评价植被退化风险和土地退化现状对中亚地区的可持续性发展和我国一带一路战略的推进都具有重要意义。本文基于CRU气象数据集、MODIS GPP(总初级生产力)、NPP(净初级生产力)、NDVI(归一化植被指数)、LAI(叶面积指数)数据集、ESACCI 土地覆盖数据集等,采用关联Mann-Kendall趋势检验(CMK)、Sen’slope、稳态转换指数(RSI)和趋势面分析(TSA)对中亚地区的6个气象因子、植被生长和土地覆盖、水分利用效率(WUE)、雨水利用效率(RUE)的时空动态变化进行了分析。考虑干旱延滞效应,基于WUE和RUE,应用生态弹性指数对中亚地区不同植被覆盖类型的退化风险进行了评价,指数越高,退化风险越低。基于净初级生产力、土地覆盖数据和土壤碳储量值,应用WUE校正法、回归分析和非参数检验,通过分析变化速率、频率分布、划分百分等级等,比较基线期和目标期之间的相对差异来确定土地退化、稳定和改善状态,并结合土地生产力、土地覆盖和土壤有机碳三个角度对中亚地区土地退化进行综合评价。主要发现如下:1901-2015年中亚地区的气温呈上升趋势,降水呈不显著增加趋势,潜在蒸散的增加幅度大于降水的增加幅度,随最低气温显著上升,气温日较差和霜冻天数均呈下降趋势。空间来看,气温在整个中亚地区呈显著增加趋势,气温日较差和霜冻天数在绝大部分区域呈显著下降趋势,超半数的研究区面积上降水呈增加趋势,潜在蒸散在绝大部分区域呈增加趋势,除塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦,其余地区的潜在蒸散的增加幅度均高于降水的增加幅度。由SPEI(标准化降水蒸散指数)的空间变化来看,SPEI01、SPEI06、SPEI12的空间趋势变化相似,且随时间尺度的增加,干旱趋势的面积缩小;SPEI03在76.32%的区域面积上呈显著下降趋势;且SPEI03的干旱趋势面积最大,表明区域季节性干旱加剧。年 GPP(2000-2015)、NPP(2000-2014)和 NDVI(2000-2015)分别在 77.97%、79.61%和58.89%的总植被面积上呈下降趋势,主要出现在哈萨克斯坦西北部、中部和东北部、乌兹别克斯坦东部、土库曼斯坦南部以及中国新疆北部和伊犁河谷地区。1992-2015年中亚地区的水体和裸地面积呈显著减少,除草牧场之外,其余土地覆盖类型的面积呈显著增加。1992-2015年哈萨克斯坦的旱作农田和灌溉农田面积呈显著增加,旱作农田增加的主要来源是草牧场,灌溉农田增加的主要来源于草牧场和裸地了,从五个分期(1992-1995,1995-2000,2000-2005,2005-2010,2010-2015)来看,草牧场向旱作农田的转换集中于北部和东部,草牧场向灌溉农田的转换集中于中部和南部。2000-2014年,基于WUE,96.01%的旱作农田、68.02%的温带草原和62.70%的稀疏植被表现为中等退化风险,54.92%和42.09%的灌木分别呈高退化风险和中等退化风险。基于RUE,89.11%的旱作农田表现为高退化风险,56.39%和42.43%的温带草原分别呈中等退化风险和高退化风险,54.63%和42.52%的灌木呈高退化风险和中等退化风险,71.85%的稀疏植被呈高退化风险。在10.12%的旱作农田、46.03%的温带草原、41.35%的灌木和37.64%的稀疏植被上,基于WUE和RUE的退化风险评价相同。在极端干旱期间和之后,存在高退化风险的植被出现了 WUE和RUE的降低,这对植被碳积累产生了一定的负面影响。由低抵抗力引起的高退化风险的植被,其WUE和RUE消极应对干旱,随着中亚地区干旱变得持续和频繁,这些植被可能因WUE和RUE持续降低而出现退化和死亡。2001-2015年中亚地区土地退化、稳定、改善面积比例分别为13.46%、36.14%、15.39%,改善面积主要位于哈萨克斯坦西北部、东北部和东南部、乌兹别克斯坦西北部以及中国新疆中部和北部;退化面积主要出现在哈萨克斯坦的西部和南部、土库曼斯坦南部、乌兹别克斯坦中部和南部、塔吉克斯坦西南部、吉尔吉斯斯坦东部、中国新疆中部。土地退化受气候变化、植被应对干旱的机制以及人类活动共同影响。