• Energy Research

Global climate change profoundly influences the patterns of vegetation growth. However, the disparities in vegetation responses induced by regional climate characteristics are generally weakened in large-scale studies. Meanwhile, distinct climatic drivers of vegetation growth result in the different reactions of different vegetation types to climate variability. Hence, it is an extraordinary challenge to detect and attribute vegetation growth changes. In this study, the spatiotemporal distribution and dynamic characteristics of climate change effects on vegetation growth from 2000 to 2020 were investigated by the normalized difference vegetation index (NDVI) dataset during the growing season (April–October). Meanwhile, we further detected the climate-dominated factor between different vegetation types (i.e., forest, shrub, and grass) within the Chaohe watershed located in temperate northern China. The results revealed a continuous greening trend over the entire study period, despite slowing down since 2007 (p < 0.05). Growing-season precipitation (P) was identified as the dominant climatic factor of the greening trend (p < 0.05), and approximately 34.83% of the vegetated area exhibited a significant response to increasing P. However, continued warming-induced intensive evaporation demand caused the vegetation growth to slow down. Hereinto, the areas with a significantly positive response of forest growth to temperature decreased from 24.38% to 18.06% (p < 0.05). In addition, solar radiation (SW) corresponds to the vegetation trend in the watershed (p < 0.05), and the significantly positive SW-influenced areas increased from 9.24% and 2.64% to 11.78% and 3.37% in forests and shrubland, respectively (p < 0.05). Our findings highlight the nonlinearity of long-term vegetation growth trends with climate variation and the cause of this divergence, which provide vital insights into forecasting vegetation responses to future climate change.

La gestion des bassins versants est une pratique en constante évolution impliquant la gestion des terres, de l'eau, du biote et d'autres ressources dans une zone définie à des fins écologiques, sociales et économiques. Dans cet article, nous explorons les questions suivantes : Comment la gestion des bassins versants a-t-elle évolué ? Quels sont les nouveaux outils disponibles et comment peuvent-ils être intégrés dans la gestion durable des bassins versants ? Pour répondre à ces questions, nous discutons du processus d'élaboration de stratégies de gestion intégrée des bassins versants pour une gestion durable par l'intégration de techniques de gestion adaptative et de connaissances écologiques traditionnelles. Nous abordons les nombreux avantages de l'intégration à travers les disciplines et les frontières juridictionnelles, ainsi que l'intégration des avancées technologiques, telles que la télédétection, les SIG, les mégadonnées et l'analyse des systèmes socio-écologiques à plusieurs niveaux, dans les stratégies de gestion des bassins versants. Nous utilisons trois études de cas en Chine, en Europe et au Canada pour examiner le succès et l'échec de la gestion intégrée des bassins versants dans la résolution de différents dilemmes écologiques, sociaux et économiques dans des endroits géographiquement divers. Bien que des progrès aient été réalisés dans les stratégies de gestion des bassins versants, de nombreux problèmes entravent encore la réussite de la gestion ; bon nombre d'entre eux peuvent être résolus grâce à des approches de gestion holistiques, à l'intégration de la science et de la technologie de pointe et à la coordination intergouvernementale. Nous concluons en soulignant que la gestion future des bassins versants devra tenir compte des impacts du changement climatique en utilisant des avancées technologiques et des approches holistiques et interdisciplinaires pour s'assurer que les bassins versants continuent de remplir leurs fonctions écologiques, sociales et économiques. Nous présentons trois études de cas dans ce document en tant que ressource précieuse pour les scientifiques, les gestionnaires de ressources, les agences gouvernementales et d'autres parties prenantes visant à améliorer les stratégies de gestion intégrée des bassins versants et à atteindre plus efficacement et avec succès les objectifs de gestion écologique et socio-économique. La gestión de cuencas hidrográficas es una práctica en constante evolución que implica la gestión de la tierra, el agua, la biota y otros recursos en un área definida con fines ecológicos, sociales y económicos. En este documento, exploramos las siguientes preguntas: ¿Cómo ha evolucionado la gestión de cuencas hidrográficas? ¿Qué nuevas herramientas están disponibles y cómo pueden integrarse en la gestión sostenible de las cuencas hidrográficas? Para abordar estas preguntas, discutimos el proceso de desarrollo de estrategias de gestión integrada de cuencas hidrográficas para el manejo sostenible a través de la incorporación de técnicas de manejo adaptativo y conocimiento ecológico tradicional. Abordamos los numerosos beneficios de la integración a través de disciplinas y límites jurisdiccionales, así como la incorporación de avances tecnológicos, como la teledetección, los SIG, los macrodatos y el análisis de sistemas socioecológicos multinivel, en las estrategias de gestión de cuencas hidrográficas. Utilizamos tres estudios de caso de China, Europa y Canadá para revisar el éxito y el fracaso de la gestión integrada de cuencas hidrográficas para abordar diferentes dilemas ecológicos, sociales y económicos en lugares geográficamente diversos. Aunque se han logrado avances en las estrategias de gestión de cuencas hidrográficas, todavía hay numerosos problemas que impiden el éxito de los resultados de gestión; muchos de los cuales pueden remediarse mediante enfoques de gestión holísticos, la incorporación de ciencia y tecnología de vanguardia y la coordinación interjurisdiccional. Concluimos destacando que la futura gestión de las cuencas hidrográficas deberá tener en cuenta los impactos del cambio climático mediante el empleo de avances tecnológicos y enfoques holísticos e interdisciplinarios para garantizar que las cuencas hidrográficas continúen cumpliendo sus funciones ecológicas, sociales y económicas. Presentamos tres estudios de caso en este documento como un recurso valioso para científicos, administradores de recursos, agencias gubernamentales y otras partes interesadas con el objetivo de mejorar las estrategias de gestión integrada de cuencas hidrográficas y lograr de manera más eficiente y exitosa los objetivos de gestión ecológica y socioeconómica. Watershed management is an ever-evolving practice involving the management of land, water, biota, and other resources in a defined area for ecological, social, and economic purposes. In this paper, we explore the following questions: How has watershed management evolved? What new tools are available and how can they be integrated into sustainable watershed management? To address these questions, we discuss the process of developing integrated watershed management strategies for sustainable management through the incorporation of adaptive management techniques and traditional ecological knowledge. We address the numerous benefits from integration across disciplines and jurisdictional boundaries, as well as the incorporation of technological advancements, such as remote sensing, GIS, big data, and multi-level social-ecological systems analysis, into watershed management strategies. We use three case studies from China, Europe, and Canada to review the success and failure of integrated watershed management in addressing different ecological, social, and economic dilemmas in geographically diverse locations. Although progress has been made in watershed management strategies, there are still numerous issues impeding successful management outcomes; many of which can be remedied through holistic management approaches, incorporation of cutting-edge science and technology, and cross-jurisdictional coordination. We conclude by highlighting that future watershed management will need to account for climate change impacts by employing technological advancements and holistic, cross-disciplinary approaches to ensure watersheds continue to serve their ecological, social, and economic functions. We present three case studies in this paper as a valuable resource for scientists, resource managers, government agencies, and other stakeholders aiming to improve integrated watershed management strategies and more efficiently and successfully achieve ecological and socio-economic management objectives. إدارة مستجمعات المياه هي ممارسة دائمة التطور تنطوي على إدارة الأراضي والمياه والكائنات الحية والموارد الأخرى في منطقة محددة لأغراض بيئية واجتماعية واقتصادية. في هذه الورقة، نستكشف الأسئلة التالية: كيف تطورت إدارة مستجمعات المياه ؟ ما هي الأدوات الجديدة المتاحة وكيف يمكن دمجها في الإدارة المستدامة لمستجمعات المياه ؟ لمعالجة هذه الأسئلة، نناقش عملية تطوير استراتيجيات الإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه للإدارة المستدامة من خلال دمج تقنيات الإدارة التكيفية والمعرفة البيئية التقليدية. نتناول الفوائد العديدة للتكامل عبر التخصصات وحدود الولاية القضائية، بالإضافة إلى دمج التطورات التكنولوجية، مثل الاستشعار عن بعد، ونظم المعلومات الجغرافية، والبيانات الضخمة، وتحليل النظم الاجتماعية والبيئية متعددة المستويات، في استراتيجيات إدارة مستجمعات المياه. نستخدم ثلاث دراسات حالة من الصين وأوروبا وكندا لمراجعة نجاح وفشل الإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه في معالجة المعضلات البيئية والاجتماعية والاقتصادية المختلفة في مواقع متنوعة جغرافيًا. على الرغم من إحراز تقدم في استراتيجيات إدارة مستجمعات المياه، لا تزال هناك العديد من القضايا التي تعيق نتائج الإدارة الناجحة ؛ يمكن معالجة العديد منها من خلال مناهج الإدارة الشاملة، ودمج العلوم والتكنولوجيا المتطورة، والتنسيق بين الولايات القضائية. نختتم بتسليط الضوء على أن إدارة مستجمعات المياه في المستقبل ستحتاج إلى مراعاة آثار تغير المناخ من خلال استخدام التطورات التكنولوجية والنهج الشاملة والمتعددة التخصصات لضمان استمرار مستجمعات المياه في خدمة وظائفها البيئية والاجتماعية والاقتصادية. نقدم ثلاث دراسات حالة في هذه الورقة كمورد قيم للعلماء ومديري الموارد والوكالات الحكومية وأصحاب المصلحة الآخرين بهدف تحسين استراتيجيات الإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه وتحقيق أهداف الإدارة البيئية والاجتماعية والاقتصادية بشكل أكثر كفاءة ونجاحًا.