研究揭示氣候變化下全球植被變綠的水文效應及機理

2021-01-08 中國生物技術網

20世界80年代以來，全球特別是北半球的植被蓋度呈現顯著增加趨勢，這一現象被稱為「全球變綠」。鑑於植被與徑流之間的緊密關係，全球變綠如何影響徑流成為國際研究熱點，但迄今為止仍缺乏統一結論。中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心楊永輝團隊與中科院地理科學與資源研究所張永強團隊合作，共同揭示了氣候變化下的四種植被-徑流關係模式及其驅動機制，研究成果發表在Journal of Hydrology上。

以往研究有以下幾點不足：1、混淆了人類活動與氣候變化引起的植被變綠的水文效應；2、試圖用單一因素解釋植被-徑流關係，如葉面積指數、二氧化碳濃度、光合效應等；3、過於注重蒸散發對徑流的影響，忽略了其他因素的作用，如降水、土壤溼度等。針對這些問題，該研究使用數據驅動方法，分析了北半球3670個自然流域在1982年至2015年春季植被指數與春季/夏季徑流的關係。結果發現，落基山、五大湖流域、阿爾卑斯山及北歐地區春季植被指數與夏季徑流存在顯著負相關關係。通過進一步觀察二者的趨勢，發現了四種不同的植被-徑流關係模式——五大湖流域春季植被顯著下降同時夏季徑流顯著增加、落基山北部春季植被顯著下降但夏季徑流不顯著增加、落基山南部春季植被顯著增加同時夏季徑流顯著下降、阿爾卑斯山與北歐地區春季植被顯著增加但夏季徑流不顯著下降。研究給出了這四種模式背後的驅動機制：全球增溫導致落基山南部冬季降雪減少，以及落基山北部春季植被的更早萌發和隨後的夏季植被枯萎；北極變暖導致五大湖流域冬季降雪增加、以及阿爾卑斯山地區更多的水份輸入和夏季更繁茂的植被。研究提出北極變暖是局部地區植被-徑流關係的關鍵影響因素。

該研究獲得國家自然科學基金和中科院陸地水循環及地表過程重點實驗室開放基金的資助。

氣候變化影響下四種植被-徑流關係模式及其驅動機制

來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心

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