生态领域《Nature》正刊被撤稿!统计存在重大缺陷

问AI · 全球干旱评估撤回对生态模型有何连锁影响?

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*仅供个人参考

✓ 简报

2025 年 6 月 4 日,《自然》在线发表了论文 Warming accelerates global drought severity(气候变暖加剧了全球干旱的严重程度)。2026年5月14日,编辑表达关切,提醒读者注意:本文的结论可能会受到编辑正在考虑的批评和更正。2026 年 9 月 2 日,《自然》在线发布撤稿声明。

撤稿主要是源于四类统计与表述缺陷空间平均未做面积加权、蒸发需求产品版本误用、时段切分的时间步解析错误、干旱区掩膜口径未说明这些缺陷致正文数值及多幅图片不可信。全部作者同意撤回,一作兼通讯作者表示错误"与数据或方法无关,而是代码错误",考虑修改后重新投稿。《自然》主编表示新稿将作为独立投稿处理。据统计,该论文撤回前已被引用 337 次。在修订版通过同行评审之前,原论文的定量结果不宜继续作为引用依据。

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干旱严重程度,通常用标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)刻画,其值由降水亏缺与大气蒸发需求(atmospheric evaporative demand,AED)共同决定。变暖并不必然减少降水,但会系统性抬高 AED,因此「大气变渴」被认为是近几十年干旱加剧的主要推手。问题在于,这个推手到底贡献了多少,需要把格点数据对齐、汇总成全球数字后估算。

2025 年 6 月,《自然》发表的 Warming accelerates global drought severity 给出了一个被广泛引用的答案:AED 上升平均贡献了约 40% 的干旱加剧,2018–2022 年全球受旱面积较 1981–2017 年扩张 74%2026 年 9 月 2 日,这篇论文被正式撤回。

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投稿、撤稿始末

Anatomy of a Retraction

被撤回的论文由牛津大学地理与环境学院(School of Geography and the Environment, University of Oxford)的 Solomon H. Gebrechorkos 与 Simon J. Dadson 领衔,2024 年 10 月 29 日投稿,2025 年 4 月 18 日接收,6 月 4 日在线发表于《自然》第 642 卷 628–635 页。

研究构建了四套 0.05° 分辨率的全球 SPEI 数据集,交叉组合 CHIRPS 与 MSWEP 两套降水资料、GLEAM4.2a 与 hPET 两套 AED 资料,并以 ERA5-Land 与 CRU-TS 把评估时段分别回溯至 1950 年与 1901 年。

在此基础上,论文给出三条量级很大的结论。其一,1981–2022 年全球干旱严重程度呈加剧趋势,AED 上升平均贡献了约 40% 的加剧幅度。

其二,2018–2022 年全球平均受旱面积为 27%,较 1981–2017 年扩张 74%,AED 对这一扩张的贡献为 58%。

其三,2022 年成为记录中最严重的一年,全球 30% 的陆地面积处于中度以上干旱,其中 42% 可归因于 AED 的上升。

据统计,该论文在撤回前已被引用 337 次(Web of Science 数据),并被《纽约时报》等媒体报道;一作/通讯 Gebrechorkos 也在论文上线当天于 The Conversation 撰文介绍这一发现。2026 年 5 月 14 日,《自然》在原文页面添加编辑提示,指出论文结论面临正在由编辑评估的批评与更正;9 月 2 日,撤稿声明上线。

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图 1|从上线到撤回:一项全球干旱评估的 15 个月(本文制图)来源:Gebrechorkos et al. (2026) Nature

撤稿声明明确,全部 11 位作者同意撤回;鉴于所需更正涉及范围较广、且需进一步修订与同行评审,作者将重新提交一份全面修订的版本。通讯作者/一作 Gebrechorkos 通过牛津大学转交的声明表示,错误与数据或方法无关,而是代码错误,修订版的新数值会略低,但结论不变。《自然》应用与物理科学主编 Karl Ziemelis 则表示,期刊已邀请作者提交包含更正计算的新稿,新稿将作为独立投稿处理。

据 Retraction Watch 数据库,这是 11 位作者各自的第一次撤稿,也是《自然》今年第七次撤稿。

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四类重要缺陷

Four Classes of Defects

撤稿说明逐项列出缺陷及其波及范围。四类问题性质并不相同:前三类是可量化的计算错误,第四类属于方法透明度不足。

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图 3|原文图1。来源:Gebrechorkos et al. (2026) Nature

其一,空间平均未做面积加权。在 0.05° 等经纬网格上计算全研究区平均时,未按格点实际面积加权。等经纬网格中,同一纬度带内格点数量相同,但格点实际面积正比于纬度的余弦:50°N 处单个格点的实际面积仅为赤道处格点的 64%,若不做面积加权,该格点在平均中的权重被放大约 1.56 倍。

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图 3|等经纬网格上格点面积随纬度的变化(本文制图)来源:Gebrechorkos et al. (2026) Nature

原文的准全球平均取 50°S–50°N,且多数区域统计排除了年均降水低于 180 mm 的干旱区。在此域内,AED 与温度本身随纬度系统性变化,未加权平均必然偏离面积加权的真实均值,偏差方向与幅度取决于变量的经向结构,无法事后用单一系数还原。

其二,蒸发需求产品版本误用。Extended Data Fig. 4 中,作者无意间使用了基于 GLEAM v3 而非 GLEAM4 的结果。两套资料在 1981–2021 年总体一致,但改用 GLEAM4 并施加面积加权后,2022 年的受旱面积估计有所下降。这一条同时示范了两个常见风险:数据版本控制,以及换个输入、结论是否稳健的敏感性检验。

其三,时段切分的时间步解析错误。计算区域受旱面积的底层代码在切分 1981–2017 与 2018–2022 两个时段时,日期未被正确解析,部分时间步被归入错误的时段,直接影响 Extended Data Fig. 8h 的区域平均值。

时间步与日期解析属于典型的静默错误:语法层面不报错,图上也不易察觉,输出仍然是形状合理的曲线与数值。这类缺陷无法通过目视检查发现,只能依靠针对日期解析、时段边界与域定义的单元测试来拦截。

其四,干旱区掩膜口径未说明。年均降水量低于 180 mm 的干旱区掩膜应用于 Fig. 1a 的 SPEI 时间序列,但未应用于 Fig. 1b 的受旱面积百分比;Extended Data Figs. 4 与 8 同理。作者的依据是:干旱区极端负 SPEI 常见(与零降水相伴),纳入会压低均值到不切实际的水平,而 Fig. 1b 的百分比对此不敏感。撤稿说明以澄清而非更正的形式交代这一点,说明它本身不改变数值,但意味着同一篇论文内两幅图的统计域不同,不能直接互相印证。

四类缺陷中没有一类涉及观测数据的真实性:CHIRPS、MSWEP、GLEAM 与 hPET 本身仍是各自领域广泛使用的产品;问题全部发生在把格点数据汇总为全球数字的环节——加权、选版本、切时段、定掩膜。

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哪些结论还能用?

What Survives the Retraction

撤稿的效力是把整篇论文从可引用文献中移除,但它并不逐条判定每个数字的对错。按撤稿说明的点名范围,受直接影响的是正文数值、Fig. 1b 以及 Extended Data Figs. 4 和 8——也就是受旱面积、2022 年 30% 这类面积类统计;而贡献分解(Fig. 4,降水 60%、AED 40%)与干旱强度、频率的趋势图(Fig. 2、Fig. 3)未被逐一点名。

作者选择整体撤回而非部分更正,理由是所需更正范围较广、且需要重新修订与评审;《自然》编辑也明确新稿将作为独立投稿处理。在此之前,原文的全部定量结果都不具备可引用效力——包括那些未被点名的部分。

机制层面,AED 上升会加剧水分亏缺,这一物理链条不因撤稿动摇:在 Penman–Monteith 框架下,AED 由温度、辐射、水汽压差与风速共同驱动,变暖通过这些分量推高大气对水分的需求。被撤回的原文自身也引用了政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告,指出全球干旱趋势评估受数据与方法选择影响而存在不确定性

换言之,撤稿 不影响“变暖使大气更渴 这一方向性判断”。

对已引用该文的 337 篇文献而言,撤稿不会自动生效:其中有多少把这些百分比当作既定事实使用、有多少只作为背景引用,需要逐篇判断。这也是 Crossref Crossmark 机制的意义所在——撤稿声明通过 DOI 关联标记原文状态,引用方可以在文献管理器或出版社页面直接核查。

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对生态学,有何影响、有何教训?

Why Ecology Should Care

干旱指数是生态学中最常用的驱动变量之一。从植被生产力与碳通量异常的归因、树木死亡与林线动态,到火险等级与物种分布模型中的气候协变量,SPEI 及其变体承担着把大气水分亏缺翻译成生态学可解释变量的工作。当一篇高显示度的全球干旱评估被撤回,最先受到影响的往往不是气候学本身,而是把这些数字当作暴露度基准的下游生态学研究

180 mm 掩膜值得单独讨论。它意味着全球受旱面积这一指标在系统上不覆盖年均降水低于 180 mm 的区域——大致对应极端干旱区与部分干旱区,也正是荒漠生态系统与稀疏植被的分布区。

对研究干旱区生态的学者而言,这既是一个统计口径问题,也是一个生态代表性问题:被排除在分母之外的,恰好是对水分最敏感、对变暖响应最直接的一类生态系统。撤稿说明要求把这一定义写清楚,其长期价值可能更重要。

可迁移的方法论教训

加权方式必须写明。等经纬网格的空间平均必须按纬度余弦加权,这是必选项;凡是用格点产品计算全球或区域平均的工作,加权方式都应写入方法部分

静默错误要有专门测试覆盖。时段切分、版本更替与掩膜口径是高发区,单元测试应覆盖日期解析与域定义,敏感性检验应回答换个输入、结论是否还在。

判断依据从发表在哪-转向当前状态。作者发现问题后选择撤回而非勘误,并以修订版重新送审,流程上是规范的;对读者而言,引用前的核查动作应当常态化。

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总结

What to Take Away

这起撤稿不涉及造假,也没有推翻变暖加剧干旱的物理机制撤回的是一组在计算环节出现严重缺陷的全球定量估计,以及这组数字曾经获得的 337 次引用。

对生态学研究人员而言,重要的可借鉴经验有三处:空间平均必须面积加权,统计口径必须写明,参考文献的状态必须核查(是否已撤稿)。该论文 修订版何时提交、能否通过评审,尚未可知;在那之前,这篇文献应当从引用列表中移除。

参考文献

[1] Gebrechorkos, S. H., Sheffield, J., Vicente-Serrano, S. M., Funk, C., Miralles, D. G., Peng, J., Dyer, E., Talib, J., Beck, H. E., Singer, M. B. & Dadson, S. J. Retraction Note: Warming accelerates global drought severity. Nature (2026).

[2] Gebrechorkos, S. H., Sheffield, J., Vicente-Serrano, S. M., Funk, C., Miralles, D. G., Peng, J., Dyer, E., Talib, J., Beck, H. E., Singer, M. B. & Dadson, S. J. Warming accelerates global drought severity(已撤回). Nature, 642, 628–635 (2025). 

[3] Orrall, A. Oxford researchers retract Nature paper on atmospheric thirst for calculation errors. Retraction Watch, 2 September 2026.

撰文:彭远征 | 编辑:白露 | 审核:EE编委团