• Energy Research

Fire regime refers to the statistical characteristics of fire events within specific spatio-temporal contexts, shaped by interactions among climatic conditions, vegetation types and natural or anthropogenic ignitions. Under the dual pressures of intensified global climate changes and human activities, fire regimes worldwide are undergoing unprecedented transformations, marked by increasing frequency of large and intense wildfires in some regions, yet declining fire activity in others. These fire regime changes (FRC) may drive responses in ecosystem structure and function across spatio-temporal scales, posing significant challenges to socio-economic adaptation and mitigation capacities. To date, research on the patterns and mechanisms of global FRC has rapidly expanded, with investigations into driving factors revealing complex interactions. This review synthesizes research advancements in FRC by analysing 17 articles from this special issue and 249 additional publications retrieved from the Web of Science. We systematically outline the key characteristics of FRC, geographical hotspots of fire regime transformation, critical fire-prone vegetation types, primary climatic and anthropogenic drivers and ecosystem adaptations and feedbacks. Finally, we highlight research frontiers and identify key approaches to advance this field and emphasize an interdisciplinary perspective in understanding and adapting to FRC. This article is part of the theme issue ‘Novel fire regimes under climate changes and human influences: impacts, ecosystem responses and feedbacks’.

La complejidad de la comunidad de vegetación es un factor crítico que influye en la estabilidad del ecosistema terrestre. China, el país que lidera el mundo en el reverdecimiento de la vegetación como resultado de las actividades humanas, ha experimentado cambios dramáticos en la composición de la comunidad de vegetación durante los últimos 30 años. Sin embargo, la forma en que la complejidad de la comunidad de vegetación de China varía espacial y temporalmente sigue sin estar clara. Aquí, proporcionamos los conjuntos de datos y códigos utilizados para investigar este tema, según lo publicado en "Human-climate coupled changes in vegetation community complexity of China since 1980s" por Su et al. La complexité de la communauté végétale est un facteur critique influençant la stabilité de l'écosystème terrestre. La Chine, le pays leader mondial en matière de verdissement de la végétation résultant des activités humaines, a connu des changements spectaculaires dans la composition des communautés végétales au cours des 30 dernières années. Cependant, la façon dont la complexité de la communauté végétale chinoise varie spatialement et temporellement reste incertaine. Ici, nous avons fourni les ensembles de données et les codes utilisés pour étudier cette question, tels que publiés dans « Human-climate coupled changes in vegetation community complexity of China since 1980s » par Su et al. Vegetation community complexity is a critical factor influencing terrestrial ecosystem stability. China, the country leading the world in vegetation greening resulting from human activities, has experienced dramatic changes in vegetation community composition during the past 30 years. However, how China's vegetation community complexity varies spatially and temporally remains unclear. Here, we provided the datasets and codes used to investigate this issue, as published in "Human-climate coupled changes in vegetation community complexity of China since 1980s" by Su et al. يعد تعقيد مجتمع الغطاء النباتي عاملاً حاسمًا يؤثر على استقرار النظام البيئي الأرضي. شهدت الصين، الدولة الرائدة في العالم في تخضير الغطاء النباتي الناتج عن الأنشطة البشرية، تغييرات جذرية في تكوين مجتمع الغطاء النباتي خلال الثلاثين عامًا الماضية. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح كيف يختلف تعقيد مجتمع الغطاء النباتي في الصين مكانيًا وزمنيًا. قدمنا هنا مجموعات البيانات والرموز المستخدمة للتحقيق في هذه المشكلة، كما نُشرت في "التغيرات المقترنة بالمناخ البشري في تعقيد مجتمع الغطاء النباتي في الصين منذ الثمانينيات" من قبل سو وآخرون.

La sécheresse est l'un des problèmes les plus importants mais les moins bien compris dans les changements environnementaux mondiaux. La diminution de l'humidité du sol est un indicateur de la sécheresse. Ici, nous analysons les données de mesure de l'humidité du sol en été (juin-août) sur 50 sites en Chine afin d'étudier le lien entre le changement climatique et la sécheresse. À l'échelle du pays, une diminution significative de l'humidité du sol en été dans les 50 premiers cm a été observée entre 1981 et 2002, résultant principalement de la baisse de l'humidité du sol dans le nord de la Chine. Les analyses statistiques suggèrent que les changements dans la fréquence des précipitations ont une incidence significative conséquences sur la dynamique de l'humidité du sol, mais notre capacité à utiliser les changements de fréquence des précipitations pour expliquer la variation de l'humidité du sol dépend des critères discriminants des événements de précipitations. Parmi cinq critères (0, 5, 10, 15 et 20 mm jour -1 ), le coefficient maximal de corrélation entre l'humidité du sol d'été dans les 50 premiers cm et la fréquence des précipitations se produit lorsque l'on considère le nombre de jours où la quantité quotidienne de précipitations est supérieure à 10 mm (PF10) .Spatialement, la corrélation entre l'humidité du sol dans les 50 premiers cm et PF10 est faible pour les sols très secs et très humides et est beaucoup plus forte pour les valeurs intermédiaires. La sequía es uno de los problemas más importantes pero menos comprendidos en los cambios ambientales globales. La disminución de la humedad del suelo es un indicador de la sequía. Aquí, analizamos los datos de medición de la humedad del suelo en verano (junio-agosto) en 50 sitios en China para investigar el vínculo entre el cambio climático y la sequía. A escala del país, se observó una disminución significativa de la humedad del suelo en verano en los 50 cm superiores durante 1981-2002, como resultado principalmente de la disminución de la humedad del suelo en el norte de China. Los análisis estadísticos sugieren que los cambios en la frecuencia de las precipitaciones tienen consecuencias para la dinámica de la humedad del suelo, pero nuestra capacidad de utilizar los cambios de frecuencia de precipitación para explicar la variación de la humedad del suelo depende de los criterios discriminatorios de los eventos de precipitación. Entre cinco criterios (0, 5, 10, 15 y 20 mm día -1 ), el coeficiente máximo de correlación entre la humedad del suelo de verano en los 50 cm superiores y la frecuencia de precipitación se produce al considerar el número de días en que la cantidad de precipitación diaria es mayor que 10 mm (PF10). Espacialmente, la correlación entre la humedad del suelo en los 50 superiores cm y PF10 es débil para suelos muy secos y muy húmedos y es mucho más fuerte para valores intermedios. Drought is one of the most important but least understood issues in global environmental changes.Decrease in soil moisture is an indicator of drought.Here, we analyze summer (June-August) soil moisture measurement data across 50 sites in China in order to investigate the linkage between climate change and drought.At the country scale, a significant decrease in summer soil moisture in the top 50 cm was observed during 1981-2002, resulting mainly from the decline in soil moisture in North China.Statistical analyses suggest that changes in precipitation frequency have significant consequences for soil moisture dynamics, but our ability to use precipitation frequency changes to explain the variation of soil moisture depends on the discriminating criteria of precipitation events.Among five criteria (0, 5, 10, 15, and 20 mm day -1 ), the maximum coefficient of correlation between summer soil moisture in the top 50 cm and precipitation frequency occurs when considering the number of days on which the daily precipitation amount is larger than 10 mm (PF10).Spatially, the correlation between soil moisture in the top 50 cm and PF10 is weak for very dry and very wet soils and is much stronger for intermediate values. الجفاف هو واحد من أهم القضايا ولكن أقلها فهمًا في التغيرات البيئية العالمية. انخفاض رطوبة التربة هو مؤشر على الجفاف. هنا، نقوم بتحليل بيانات قياس رطوبة التربة في الصيف (يونيو- أغسطس) عبر 50 موقعًا في الصين من أجل التحقيق في العلاقة بين تغير المناخ والجفاف. على مستوى البلاد، لوحظ انخفاض كبير في رطوبة التربة في الصيف في أعلى 50 سم خلال الفترة 1981-2002، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض رطوبة التربة في شمال الصين. تشير التحليلات الإحصائية إلى أن التغيرات في تواتر هطول الأمطار لها تأثير كبير عواقب على ديناميكيات رطوبة التربة، ولكن قدرتنا على استخدام تغيرات تردد هطول الأمطار لشرح تباين رطوبة التربة تعتمد على المعايير التمييزية لأحداث هطول الأمطار. من بين خمسة معايير (0، 5، 10، 15، و 20 مم يوم -1 )، يحدث الحد الأقصى لمعامل الارتباط بين رطوبة التربة الصيفية في أعلى 50 سم وتردد هطول الأمطار عند النظر في عدد الأيام التي تكون فيها كمية هطول الأمطار اليومية أكبر من 10 مم (PF10). على المستوى المكاني، يحدث الارتباط بين رطوبة التربة في أعلى 50 سم و PF10 ضعيف للتربة الجافة جدًا والرطبة جدًا وأقوى بكثير للقيم المتوسطة.

AbstractVegetation community complexity is a critical factor influencing terrestrial ecosystem stability. China, the country leading the world in vegetation greening resulting from human activities, has experienced dramatic changes in vegetation community composition during the past 30 years. However, how China's vegetation community complexity varies spatially and temporally remains unclear. Here, we examined the spatial pattern of China's vegetation community complexity and its temporal changes from the 1980s to 2015 using two vegetation maps of China as well as more than half a million field samples. Spatially, China's vegetation community complexity distribution is primarily dominated by elevation, although temperature and precipitation can be locally more influential than elevation when they become the factors limiting plant growth. Temporally, China's vegetation community complexity shows a significant decreasing trend during the past 30 years, despite the observed vegetation greening trend. Prevailing climate warming across China exhibits a significant negative correlation with the decrease in vegetation community complexity, but this correlation varies with biogeographical regions. The intensity of human activities have an overall negative influence on vegetation community complexity, but vegetation conservation and restoration efforts can have a positive effect on maintaining vegetation composition complexity, informing the critical role of vegetation management policies in achieving the sustainable development goal.