全球变暖加剧了极端气候事件的频率、强度和复杂性，对自然生态系统和人类社会构成严重威胁^［1-3］。IPCC第六次工作报告指出，未来极端事件的变化与全球变暖幅度有关，全球每升温0.5 ℃，极端热事件的强度和频次将增加，强降水及部分区域的农业生态干旱亦将加剧^［1-2］。目前关于极端气候事件的定义不尽相同，IPCC报告将极端气候事件定义为天气或气候变量的值高于或低于某个阈值^［4-5］，气候变化检测与极端气候事件指标专家组（ETCCDI）推荐了27个极端气候事件指数，并被广泛用于极端气候变化研究^［6-7］。20世纪50年代以来，全球绝大部分地区极端高温事件的频率和强度在增加，极端低温事件的频率和强度在下降；全球平均年降水量无显著变化，但极端降水量近年来显著增多，陆地超过60%的站点最大日降水量增加^［8］。全球气温每上升1 ℃，大气水汽增加约7%，导致极端降水增加；极端降水增加的速度整体快于平均降水，导致降水的年内变率增加^［1-2］。与此同时，地表整体趋于更加干燥，极端干旱频率显著增加且程度更严重，尤其是中、低纬度地区夏季极端干旱事件频率明显增加^［9-10］。1961—2024年中国极端高温和极端强降水事件呈增多趋势；20世纪90年代中期以来，中国气候风险指数明显偏高^［11］。学者对青藏高原^［12］、长江中下游^［13］、北方沙漠^［14-15］、讨赖河流域^［16］等地极端气候变化研究结果与全国一致，极端热事件显著增多，极端冷事件显著减少^［17］。在全球变暖背景下，极端气温与降水事件的异常波动，不仅威胁农业生产、水资源安全和生物多样性，也对生态脆弱区的生态系统构成严峻挑战^{［1，4-5，11］}，因此针对生态脆弱区开展极端气候变化特征分析十分必要。

科尔沁沙地位于中国北方半干旱农牧交错带，是北方四大沙地之一，也是典型的生态过渡带和气候敏感区。近年来，该区域沙漠化防治、草原生态保护和修复等备受关注，但极端气候事件频发，如2017年春夏连旱并遭遇8·3大暴雨，以及2020、2021年连续两年11月大暴雪等，对区域生态环境恢复、农业生产和防沙治沙工程产生了深远影响。目前，针对科尔沁沙地的气候变化研究多集中在平均气候^［18-20］，对极端气候研究相对较少且多局限于短期时段或局部区域，缺乏长时间序列、全区域覆盖的系统性分析。随着全球变暖加剧，该区域极端降水的年际波动、持续时间演变及其生态影响仍需基于更长时间尺度数据深入验证。本文基于1971—2025年科尔沁沙地20个国家气象站的逐日气象观测数据，采用统计分析方法，探究该区域极端气候事件的时空分布特征，以期为区域生态保护修复、气候灾害风险评估与应对策略制定提供科学依据。

科尔沁沙地地处东北平原向内蒙古高原的过渡地带，是大兴安岭西南丘陵区向西辽河平原的过渡区，也是东部的农牧交错区。本文以内蒙古自治区境内赤峰市的巴林左旗、巴林右旗、阿鲁科尔沁旗（简称阿旗）、翁牛特旗、敖汉旗，通辽市的科尔沁区、扎鲁特旗、霍林郭勒市、开鲁县、库伦旗、奈曼旗、科尔沁左翼中旗（简称科左中旗）和科尔沁左翼后旗（简称科左后旗），兴安盟的科尔沁右翼中旗（简称科右中旗）为研究区域，总面积约12.63万 km²（图1）。科尔沁沙地四季分明，冬季寒冷，夏季炎热，春季风大，研究区年均气温1.4~7.5 ℃，稳定通过5 ℃以上积温2604.8~3582.9 ℃，无霜期154~206 d。年降水量330.1~460.1 mm，降水年际变化较大，年内分配不均，多集中于6—8月。年日照2649.7~2997.5 h。年均风速2.7~4.2 m·s^-1，年大风日数15.2~64.3 d。

地面气象资料来源于科尔沁沙地20个国家气象站（图1）的逐日最高、最低气温和降水等观测数据。霍林郭勒站自1973年开始观测，为将研究时段统一为1971—2025年，基于该站与邻近巴雅尔站的气象要素相关性，建立线性回归模型（其中两站1973—2025年日平均气温、最高气温、最低气温、降水量的R²分别为0.842、0.667、0.612、0.176），对霍林郭勒站1971—1972年数据进行插补。数据经过严格质量控制，包括极值检验、时间一致性检验和均一化检验。为研究科尔沁沙地极端气候的影响因素，本研究共选取16个大气环流指数，包括西太平洋、北半球、北太平洋和太平洋副高指数（面积、强度）、西太平洋副高西伸脊点指数、亚洲区和北半球极涡指数（面积、强度）、亚洲环流指数（纬向、经向）、北极涛动（AO）；4个海温指数，包括大西洋多年代际振荡指数（AMO）、太平洋年际振荡指数（PDO）、西太平洋暖池强度指数、冷舌型ENSO指数，其中1971—2025年的PDO来源于美国华盛顿州气候办公室（https：//climate.uw.edu/data-and-resources/data-and-tools-library/），其余来源于中国气象局国家气候中心气候监测与诊断（https：//cmdp.ncc-cma.net/cn/monitoring.htm#basic）。由月大气环流和海温指数加权计算得到年平均大气环流和海温指数。

根据世界气象组织气候委员会（CCI）/全球气候研究计划（WCRP）气候变化与可预测性计划（CLIVAR）气候变化检测、监测和指标专家组（ETCCDI）定义的气候变化检测指数^{［6-7，12，14］}，选取24个通用的极端气候指数（表1），包括14个极端气温指数和10个极端降水指数。

在统计分析时，首先计算各站点极端气候指数，用20个站点的算术平均值得到科尔沁沙地的整体情况，运用Sen's Slope方法分析极端气候指数的变化特征和趋势^［21］，利用Mann-Kendall法对极端气候指数进行突变检验及确定突变年份，利用Hurst指数分析极端气候指数的持续性，利用Pearson相关系数分析极端气候指数与地理因子、大气环流和海温指数的相关性。其次，计算各站点极端气候指数的变化率，采用ArcGIS的反距离加权（IDW）插值法生成空间分布图，分析区域差异。

1971—2025年科尔沁沙地极端气温指数变化呈现明显的非对称性增温趋势（图2），夜间增温幅度高于白天，极端暖事件增多、冷事件减少。极值指数中（图2A~D），极端最高气温（TXx）、极端最低气温（TNn）Sen’s斜率分别为0.2、0.3 ℃/10a，均未达到显著水平；最高气温极小值（TXn）呈不显著递减趋势；最低气温极大值（TNx）呈极显著升高趋势（P<0.01），Sen's斜率为0.3 ℃/10a（Z=3.46）。频率指数中（图2E~L），霜冻日数（FD）、结冰日数（ID）、冷昼日数（TX10p）、冷夜日数（TN10p）等冷事件指数均呈减少趋势，Sen's斜率分别为-3.2、-1.6、-1.5、-3.1 d/10a，其中FD和TN10p的减少趋势达到极显著水平（P<0.01）；夏天日数（SU）、热夜日数（TR）、暖昼日数（TX90p）、暖夜日数（TN90p）等暖事件指数均呈极显著增加趋势（P<0.01），Sen's斜率分别为4.3、2.6、3.0、4.3 d/10a。持续冷日指数（CSDI）、持续暖日指数（WSDI）分别呈不显著减少和增加趋势（图2M~N）。

1971—2025年研究区各站点极端气温指数总体呈增温趋势，区域差异明显。极值指数中（图3A~D），各站点TXx均呈升高趋势，其中霍林郭勒、扎鲁特旗北部（巴雅尔）、巴林左旗北部（富河）、科右中旗南部（高力板）升温显著（P<0.05），升温率为0.29~0.45 ℃/10a。TXn的变化不显著，其中35%的站点呈减小趋势，主要分布在科尔沁沙地西部。TNx的变化率为0.18~0.53 ℃/10a，除阿旗外其余站点升温显著（P<0.05）。TNn的变化率为-0.45~0.87 ℃/10a，敖汉旗、奈曼旗南部（青龙山）和翁牛特旗呈减小趋势；其余站点呈升高趋势，有50%的站点升温趋势达到显著水平（P<0.05）。

冷事件指数中（图3E~H），FD变化率为-7.40~0.27 d/10a，除敖汉旗外其余站点均呈减少趋势，其中80%的站点达到显著水平（P<0.05）。各站点ID和TX10p均呈减少趋势，其中奈曼旗南部结冰日数、敖汉旗冷昼日数减少趋势达到显著水平（P<0.05）。TN10p变化率为-7.08~2.73 d/10a，翁牛特旗、敖汉旗和奈曼旗南部呈增加趋势；其余站点呈减少趋势，除科左后旗、巴林左旗北部、敖汉旗东部（宝国吐）外各站点减少趋势均达到显著水平（P<0.05）。

暖事件指数中（图3I~L），各站点SU、TR、TX90p和TN90p均呈显著增加趋势（P<0.05），变化率分别为2.86~5.14、0.24~5.00、2.06~3.91、1.54~7.74 d/10a。其中，SU增幅最大地区为扎鲁特旗北部和翁牛特旗；TR以科右中旗、扎鲁特旗和科尔沁区为最大；TX90p增幅最大地区为扎鲁特旗北部和科左后旗；TN90p增幅最大地区为巴林左旗、霍林郭勒、扎鲁特旗和科右中旗。

CSDI变化率为-4.50~1.54 d/10a，除敖汉旗和翁牛特旗外其余站点均为减少趋势，其中霍林郭勒、扎鲁特旗、科左中旗西部（舍伯吐）、开鲁县、科尔沁区和巴林左旗减少趋势显著（P<0.05）。各站点WSDI均呈增加趋势，变化率为0.53~1.91 d/10a，有35%的站点增加趋势显著（P<0.05）。

M-K突变检验显示（图4），科尔沁沙地极端气温突变集中在20世纪80年代至90年代中后期，趋势性变化主要出现在20世纪90年代后，部分指数虽趋势显著但未出现明显突变点。其中，TNx在1999年发生突变，2008年后显著上升；FD在1994年后显著减少，但无显著突变年份；TN10p在1982—1986年发生突变，1992年后显著下降；SU在1998年发生突变，2003年后显著升高；TN90p在1999年后、TR在2003年后显著升高，但无显著突变年份；TX90p在1999年发生突变，2010年后显著升高。

Hurst指数分析结果显示，多数极端气温指数的Hurst指数大于0.5，表明极端气温变化以持续性为主，未来趋势与过去的暖升冷降特征基本一致。极值指数均呈强持续性，其中TXn（H=0.719）的持续性最强，TXx（H=0.673）与TNx（H=0.654）次之。冷事件指数中，TX10p（H=0.629）和TN10p（H=0.606）的持续性最强，FD（H=0.475）和ID（H=0.453）呈反持续性，说明其未来变化趋势可能逆转。暖事件指数中，SU（H=0.736）的持续性最强，TR（H=0.684）其次，反映其增加趋势未来将强化；TX90p、TN90p的Hurst指数接近0.5，表明其未来变化受随机波动影响较大。CSDI（H=0.429）呈现反持续性，WSDI（H=0.593）呈现弱持续性。

1971—2025年科尔沁沙地极端降水指数年际波动较大，表征极端降水强度的6个指标：年降水量（PRCPT）、降水强度（SDII）、强降水量（R95p）、极强降水量（R99p）、1日最大降水量（Rx1d）和5日最大降水量（Rx5d）整体均呈增加趋势，但未达到显著水平（图5），这些指标共同反映科尔沁沙地极端降水事件的强度存在上升的现象。中雨日数（R10）和大雨日数（R25）分别以0.3、0.1 d/10a的速率不显著增加。持续干旱指数（CDD）以-7.0 d/10a的速率极显著下降（P<0.01），持续湿润指数（CWD）呈略下降趋势。

从各极端降水指数年代际变化来看（表2），年降水量在2001—2010年为低谷期（313.43 mm），2011年后降水量回升，2021—2025年达到最高值（456.77 mm），反映近年降水量呈增加趋势。降水强度同步升至9.53 mm·d^-1，说明降水集中度提升。Rx1d、Rx5d、R95p、R99p在2011年后显著上升，其中R99p增幅达99%，这说明极端降水事件的强度和频次都在显著增强。持续干旱指数从1971—1980年的104.51 d降至2021—2025年的61.41 d，表明区域干旱持续时间缩短；持续湿润指数变化不大，稳定在3.77~4.25 d。研究时段内降水格局呈现明显的年代际转换特征，2001—2010年为一个相对干旱期，2011年之后所有指标明显回升或创新高，尤其是年降水量和极强降水量显示出气候向更湿、更强转变。

1971—2025年科尔沁沙地各极端降水指数变化趋势空间差异显著，整体呈东多西少特征（图6）。强度指数中（图6A~F），各站点年降水量变化率为-0.90~26.36 mm/10a，仅巴林左旗呈减少趋势，其余站点呈增加趋势，其中科尔沁区增加趋势显著（P<0.05）；降水强度变化率为-0.22~0.30 mm·d^-1/10a，增减站点各占50%，均不显著；Rx1d、Rx5d分别有70%、65%的站点呈增加趋势；R95p变化率为-6.31~14.46 mm/10a，有80%的站点呈增加趋势，其中科尔沁区、科左后旗的增加趋势显著（P<0.05）；R99p变化率为-7.78~17.24 mm/10a，有75%的站点呈增加趋势。频率指数中（图6G~H），R10变化率为-0.26~0.80 d/10a，有75%的站点呈增加趋势，其中科右中旗、扎鲁特旗、科尔沁区和库伦旗增加趋势显著（P<0.05）；R25有85%的站点呈增加趋势，其中科尔沁区增加趋势显著（P<0.05）。持续指数中（图6I~J），持续干旱指数变化率为-9.09~0.68 d/10a，除霍林郭勒市外，其余站点均呈减少趋势且达到显著水平（P<0.05）；持续湿润指数变化率为-0.38~0.27 d/10a，有45%的站点呈增加趋势，均不显著。

科尔沁沙地极端降水指数的MK突变检验如图7所示。除持续干旱指数和持续湿润指数外，其余指数Z值均大于0，说明各指标均呈现上升趋势，但P>0.05表明该趋势仅反映年际的随机波动，无显著趋势及突变年份。各指标中仅持续干旱指数通过显著性检验（P<0.05），于1981年发生突变，1982年后呈显著下降趋势。

从Hurst指数来看，不同极端降水指数的持续性特征差异显著。降水强度指数中，R95p（H=0.724）的持续性最强，降水强度（H=0.687）和R99p（H=0.652）次之，Rx1d（H=0.575）的持续性较弱，PRCPT（H=0.423）和Rx5d（H=0.396）呈反持续性，表明其未来变化趋势与历史演变相反。降水频率指数中，R10（H=0.539）呈弱持续性，R25（H=0.491）呈弱反持续性，未来可能有小幅反向波动。持续干旱指数（H=0.385）呈反持续性，说明未来其变化趋势将与历史规律呈反向关联；持续湿润指数（H=0.562）具弱持续性，说明其趋势易受随机波动影响。

极端气候指数在空间上表现出很大的变异性。分析极端气候指数与各气象站经度、纬度和海拔的关系，探究不同区域趋势差异的原因。

极端气温指数方面（图8A），纬度梯度上，TXx、TNx、TNn、TX10p和TN90p与纬度呈显著正相关（P<0.05），而FD、TN10p和CSDI与纬度呈极显著负相关（P<0.01）。经度梯度上，TR与经度呈极显著正相关（P<0.01），SU、TX10p和TX90p与经度呈显著负相关（P<0.05）。海拔梯度上，TNx、TX10p、SU、TX90p的变化趋势随海拔升高而显著增强（P<0.05）；ID、TR的变化趋势随海拔升高而显著减弱（P<0.05）。

极端降水指数方面（图8B），在经度梯度上，PRCPT、R95p、R10、R25、CWD与经度呈显著正相关（P<0.05），印证了科尔沁沙地极端降水指数变化东多西少的空间格局，表明东部地区极端降水事件的增强趋势更为显著，可能与靠近海洋、水汽供应充足有关。在海拔梯度上，PRCPT、R95p、R10与海拔呈显著负相关（P<0.05），说明随着海拔升高，极端降水指数的增强趋势受到抑制，高海拔地区的降水变化相对平缓。

大尺度大气环流模式可导致区域气候变化，进而影响极端气候指数变化。选取16个大气环流指数和4个海温指数，与科尔沁沙地极端气候指数进行偏相关分析，结果如图9所示。从极端气温指数来看（图9A），北极涛动（AO）与暖事件指数呈正相关，与冷事件指数呈负相关，尤其与霜冻日数、冷昼日数相关性达到显著水平（P<0.05），表明AO通过调节冷空气活动来影响科尔沁沙地气温极端值。太平洋年际振荡指数（PDO）与霜冻日数呈极显著正相关（P<0.01），与热夜和暖夜日数呈极显著负相关（P<0.01）。西太平洋副高（包括面积、强度、西伸脊点）、西太平洋暖池强度及大西洋多年代际振荡（AMO）指数，与霜冻日数、冷夜日数呈负相关（部分P<0.05），与夏天日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数呈正相关（基本P<0.05），反映了暖性环流系统增强对极端低温的抑制作用和对极端高温的驱动作用。亚洲区及北半球极涡（面积、强度）与霜冻日数、冷夜日数呈正相关（基本P<0.05），与夏天日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数呈极显著负相关（P<0.01），说明极涡是调控科尔沁沙地极端冷暖事件的核心因子。亚洲纬向环流指数与结冰日数、冷昼日数、冷夜日数、持续冷日指数呈极显著负相关（P<0.01）。冷舌型ENSO指数与霜冻日数、冷夜日数呈显著负相关（P<0.05），表明冷舌型ENSO通过海气相互作用改变环流形势，减少冷空气活动频次。

从极端降水指数来看（图9B），各类副高指数（面积、强度），与年降水量、强降水量、极强降水量（与西太洋副高面积指数除外）、中雨日数、大雨日数呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关，与持续干旱指数呈极显著负相关（P<0.01），说明副高系统的增强总体上有利于降水增多、干旱减少。冷舌型ENSO、AMO及西太平洋暖池强度指数，与持续干旱指数呈极显著负相关（P<0.01），表明这些系统主要影响干旱事件的持续性。亚洲区及北半球极涡面积指数与年降水量呈显著负相关（P<0.05），表明极涡面积扩大时，年降水量减少。亚洲区及北半球极涡指数（面积、强度），与持续干旱指数呈极显著正相关（P<0.01），说明极涡增强或面积扩大时，持续干旱事件增多。

1971—2025年科尔沁沙地极端气温呈显著的暖升冷降趋势，极端暖事件增多、冷事件减少，夜间增温（如TN90p）幅度高于白天（如TX90p），这与宁夏^［22］、秦巴山区^［23］、中国北方沙漠沙地^［14］等区域变化规律一致，体现了区域气候对全球变暖的典型响应^［13-17］。这种非对称增温可能与夜间云量增加、地表辐射平衡改变以及人类活动（如城市化）的影响有关^［24-25］。高纬度站点如霍林郭勒市及扎鲁特旗北部增温尤为显著，这与于佳琪等^［26］对通辽地区的研究结论一致。冷事件指数普遍下降，且变化速率随纬度升高而加快，与赵国永等^［27］关于内蒙古极端气温事件的研究结论一致。科尔沁沙地多个极端气温指数的突变集中于20世纪80至90年代中后期，与内蒙古^［27］、陕西^［28］检测到的突变时间相近，可能受到同期大气环流调整及全球增温加速的影响。Hurst指数分析显示多数极端气温指数的变化具有持续性，预示未来暖升冷降趋势将延续，但部分冷事件指数（如霜冻日数）呈反持续性，需进一步关注其波动机制，并警惕变暖中的突变风险。

科尔沁沙地极端降水年际波动较大，极端降水强度和频率指数均呈不显著的增加趋势，与雅茹等^［29］研究结论一致。极端降水指数在2010年后出现阶段性增强，强降水量、中雨日数和大雨日数2011—2025年平均值比1971—2025年平均值分别多42.13 mm、1.17 d、0.7 d，这一特征与2010年后华北、东北地区降水显著增多，打破了中国东部地区传统南涝北旱的降水格局^［17］相呼应。由表2~3可以看出，2010年后科尔沁沙地进入降水增多、极端降水频发阶段，降水变率增大，正是区域气候系统不稳定性增强的直接证据。极端降水指数空间变化呈东多西少格局，年降水量、强降水量及中雨日数等在东部部分站点显著增加（P<0.05），这与中国北方沙漠沙地西增东减^［14］的分布特征形成对比，反映了季风活动、地形与水汽输送的局地调控作用。多数极端降水指数未检测到显著突变点，仅持续干燥指数在1981年发生突变。近年来，科尔沁沙地降水结构趋向于降水总量增加、极端性增强、干旱期缩短的气候特征，未来降水强度可能持续增强，但Hurst指数显示多数极端降水指数持续性较弱或呈反持续性，这增加了降水预测难度和中长期水资源规划的不确定性，未来需要建立更加灵活的动态调度机制和实时预警系统，以提升对降水变化的响应能力。

科尔沁沙地极端气温变化以纬度为主导，极端暖事件指数与纬度呈显著正相关，极端冷事件指数与纬度呈极显著负相关，这与青藏高原^［21］、吉林省^［30-31］的研究结果一致，表明高纬度地区对全球变暖的响应更为敏感。不同极端气温指数对经度的响应方向和强度存在差异，表现出指数特异性。TNx、TX10p、SU、TX90p的变化随海拔升高显著增强，ID、TR变化随海拔升高显著减弱，符合部分海拔依赖性增温（EDW）理论^［32］，EDW现象在全球山区普遍存在，但存在明显的季节性和指数差异性^［32］。科尔沁沙地极端降水变化主要受经度调控，极端降水指数与经度呈显著正相关，印证了降水东多西少的分布规律，与蒙古高原极端降水指数的变化在东部地区更为显著^［33］的结论一致。年降水量、强降水量、中雨日数与海拔呈显著负相关（P<0.05），这与吉林省的年降水量、中雨日数与海拔呈显著正相关^［31］的结论相反，主要源于区域地形、海陆位置与大气环流的差异。吉林省受东亚季风与长白山脉抬升共同作用，海拔升高易形成地形雨，降水与雨日随之增加；而科尔沁沙地地势西高东低，高海拔区位于大兴安岭背风坡，距海远、水汽输送受阻，地形雨效应弱，下沉气流增温减湿，导致高海拔干旱、低海拔降水略多。

大气环流和海温系统对科尔沁沙地极端气温和极端降水指数存在显著差异化影响。在极端气温方面，AO对霜冻和冷昼日数的影响显著（P<0.05），这与AO对中国北方沙漠^［14］、吉林省^{［30-31，34］}、海河流域^［35］、内蒙古^［36-37］极端气温影响显著的结论一致。PDO对霜冻日数、热夜和暖夜指数表现出显著相关性，反映了海温异常对极端温度的调制作用。长春市的百年气温研究显示，多数暖事件指数与同期PDO呈显著负相关，表明PDO正位相时期暖事件受到抑制^［38］。西太平洋副高、西太平洋暖池、AMO等暖性环流系统与极端冷事件指数呈显著负相关、与极端暖事件指数呈显著正相关（P<0.05），其增强有利于抑制极端低温、驱动极端高温。相比之下，极涡作为中高纬度冷空气的关键源区，其指数（面积、强度）与冷事件指数呈显著正相关（P<0.01）、与暖事件指数呈极显著负相关（P<0.01），是调控科尔沁沙地极端冷暖事件的核心因子。这与前人对蒙古高原^［33］、尼洋河流域^［39］的研究结论一致。在极端降水方面，副高系统是影响科尔沁沙地极端降水的主导因子，冷舌型ENSO指数、AMO、西太平洋暖池强度、极涡指数与持续干旱指数呈极显著负/正相关（P<0.01），说明其对极端降水的直接影响有限。

科尔沁沙地地处半干旱半湿润气候交错区与北方农牧交错带东段，属典型生态脆弱区。在全球变暖背景下，近年来科尔沁沙地气候呈明显的暖湿化特征，但极端气候事件频发，对当地植被演替和沙尘发生产生了深刻影响，也对防沙治沙工程提出新的挑战。

1971—2025年科尔沁沙地年和四季气温均显著上升，春季增温幅度最大（0.56 ℃/10a）；极端暖事件增多、冷事件减少，整体上为植被生长提供了充足的热量条件，减少了低温冻害威胁，但极端高温亦带来新的胁迫。研究表明，当温度超过植被生长最适温度时，高温会降低光合效率、加剧蒸散，抑制植被生长^［40］。模拟实验表明，增温显著降低了科尔沁沙质草地植物物种丰富度及多样性指数，减少植物群落及草本地上生物量，加剧沙质草地退化^［41］；同时显著降低了沙丘和封育草地的地下生物量、总生物量、物种丰富性和植物总密度^［42］。此外，暖冬可能增加病虫害越冬基数，对植被健康构成潜在威胁。

1971—2025年科尔沁沙地PRCPT、Rx1d、Rx5d、R95p、R99p、R10、R25均呈略增加趋势，降水集中度和变异性同步增强。暖湿气候有利于维持科尔沁沙地草地较高的物种丰富度和多样性^［43］。但降水格局改变也带来双重影响：一方面，降水减少驱动科尔沁沙地多年生优势植物被一年生植物替代^［44］；另一方面，极端降水虽能短期增加总量、促进植被生长，却易引发径流加剧、土壤入渗不足。Ficklin等^［45］研究指出，尽管极端降水的发生频率和强度持续上升，但其有效渗入比反而下降，限制了降水向植物可利用水分的转化。在科尔沁沙地，高频率、高强度的极端降雨（T3、T4）显著降低了一年生植被的水分利用效率，不利于干旱适应型植物的竞争^［46］。

科尔沁沙地PRCPT、R10、R25增加有助于提升土壤湿度与植被覆盖，增强地表抗风蚀能力。科尔沁沙地夏季有效降水促进了植物生长，削弱了来年春季土壤可蚀性，减少沙尘天气^［47］。以通辽市为例，2000—2025年全市年均气温升高0.33 ℃/10a，年降水量增加7.76 mm·a^-1，良好的水热条件结合生态工程以及农业高产措施，加快了植被恢复进程，生长季植被覆盖度由2000年的34.1%增至2025年的54.5%，有效固定了地表沙源，年均最大风速由18.2 m·s^-1降至14.2 m·s^-1，沙尘暴日数由1.6 d减至0 d。然而，仍需关注极端事件带来的潜在风险。科尔沁沙地春季降水仅占13.8%，且年际变率较大，春季极端干旱若与强冷空气叠加，仍可能触发强沙尘天气；冬春季极端升温与大风叠加，还将延长风蚀活跃期，导致非典型沙尘事件增多。此外，极端降水引发的径流冲刷破坏地表结皮，形成松散堆积物，为沙尘提供物质来源。

自1978年“三北”防护林工程实施以来，科尔沁沙地通过退耕还林还草、封沙育草等多种模式，实现“绿进沙退”的历史性转变^［48］，但气候变化带来的长期压力依然存在。水资源是制约沙地植被可持续性的核心要素，科尔沁沙地植被需水的主要来源为地下水，地下水位下降可能导致植被不可持续^［49］；浑善达克和科尔沁等沙地的樟子松林在沙地生长季气温升高背景下可能会发生进一步退化，其衰退的本质是水量失衡^［50］。因此，科尔沁沙地防沙治沙的根本目标应从单纯增加植被覆盖，转向提高生态系统对极端气候的抵抗和恢复能力（即韧性）。实现这一目标，核心在于理顺水要素与其他要素之间的关系^［51］，推行基于植物适应性的近自然恢复策略^［48］，具体路径包括：将气候风险纳入生态工程规划，推广节水、多样、弹性的植被恢复模式，建立动态可调整的管护机制，实现适应性治理；坚持以水定治沙原则，采取气候智慧型管理、乡土物种选育等策略，充分利用暖湿化的正面效应，有效防范极端气候的负面影响。

1971—2025年科尔沁沙地极端气温呈非对称增温趋势，夜间增温幅度高于白天，极端暖事件显著增多、冷事件显著减少。空间上呈区域差异，高纬度地区增温更为显著。突变集中于20世纪80至90年代中后期，多数指数未来将持续暖升冷降趋势，但部分冷事件指数（如霜冻日数）呈反持续性，需进一步关注其波动机制，并警惕变暖中的突变风险。

1971—2025年科尔沁沙地极端降水变化年际波动显著，整体呈总量微增、强度增强、干旱缓解的特征，2011年后降水格局向更湿、更强转变。空间变化呈东多西少格局，年降水量、强降水量及中雨日数等在东部部分站点呈显著上升（P<0.05）。多数降水指数持续性较弱，未来变化不确定性增加，需关注降水的极端化和转折风险。

科尔沁沙地极端气温受纬度主导，高纬度地区增温和冷事件衰减更剧烈；极端降水主要受经度调控。大气环流方面，暖性环流系统（西太平洋副高、西太平洋暖池、AMO）抑制极端低温事件、驱动极端高温事件（P<0.05），极涡作用则相反；副高系统增强是区域增湿的主导因素，冷舌型ENSO、AMO、西太平洋暖池和极涡主要影响干旱持续性。