创新研究群体项目最新成果：植被变绿生物物理反馈对全球地表温度的影响评估

以下文章来源于农业遥感机理与方法 ，作者李弈韬、李召良

最新成果

由于人类活动的直接和间接影响，自20世纪80年代以来地球经历了广泛的植被绿化。这种绿化过程可以通过改变地表的反照率或地表和大气之间水热交换效率，进一步减缓或加剧全球温度的上升趋势。目前，这种生物物理反馈对地表温度影响在植被类型转换的案例已经被广泛研究，而在全球持续的绿化过程中仍存在争议。此外，现有评估大多基于模式控制实验的结果，可能受到陆面模型中物理过程不确定性的影响，还需要基于观测的证据进一步佐证或校准。随着遥感技术的发展，海量的卫星观测数据为在全球尺度探究这种植被生物物理反馈过程提供了新的契机，但由于植被和温度之间的因果关系不明确，如何准确分离出植被变化对地表温度的单向作用仍是难点。

针对上述问题，在中国农业科学院农业资源与农业区划研究所主持的国家自然科学基金创新研究群体项目“农业遥感机理与方法”支持下，项目负责人李召良研究员（通讯作者）、中国科学院地理科学与资源研究所博士生李弈韬（第一作者）近期在国际著名期刊《Nature Communications》发表论文《Biophysical impacts of earth greening can substantially mitigate regional land surface temperature warming》。该研究基于创新研究群体项目团队生产的长时序卫星地表温度（land surface temperature, LST）产品和多套卫星叶面积指数（leaf area index, LAI）产品，提出了一种空间样本回归方法估算了近20年LST对植被绿化的敏感性，根据不同的气候及地理分区探究了敏感性的空间和季节特征。同时，基于能量平衡方程探究了不同生物物理过程的贡献和控制因素。最后以时间动态的视角揭示了植被绿化在区域尺度被低估的强大气候缓解作用。

结果表明，研究期内全球约71%的区域呈现负敏感性，即植被变绿降温作用，而温度正反馈的区域主要集中在高纬度寒带地区。月尺度结果表明，绿化在低纬度地区存在全年的弱降温，在中纬度地区存在强生长季降温，在高纬度地区则主要是冬季和春季的升温作用。基于能量平衡分解的辐射和非辐射过程贡献，我们确认了雪盖作用是导致高纬度地区1-4月升温的主导因素，同时中低纬度地区的高时空变异性则是由植被绿度和短波辐射的变化共同影响。结合估算的敏感性序列和观测的同期LAI变化，进一步量化了植被变绿导致的温度趋势，发现全球尺度较低的气候缓解作用（4.6%）。而在近20年变绿的热点印度和中国，变绿的生物物理反馈可以缓解约40%和20%的植被区变暖趋势。这些发现提高我们对全球绿化生物物理反馈机制的认识，强调了绿化在区域性气候缓解的作用，同时从生物物理的视角为优选生态项目的实施位置提供参考依据。

Ref

引用格式：Li, Y., Li Z.-L.*, Wu, H., Zhou, C., Liu, X., Leng, P., Yang, P., Wu, W., Tang, R., Shang, G., & Ma, L. (2023). Biophysical impacts of earth greening can substantially mitigate regional land surface temperature warming. Nature Communications, 14(1), 121.

转自：“科研圈内人”微信公众号

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