東北地理所在Communications Earth& Environment期刊發(fā)文揭示中國(guó)植被物候提前對(duì)降雨強(qiáng)度的影響過(guò)程
全球變暖推動(dòng)大氣水分含量增加與水文循環(huán)加劇，極端降雨頻發(fā)導(dǎo)致水蝕問(wèn)題凸顯。盡管植被通過(guò)固土和截流能有效緩解由此加劇的水蝕風(fēng)險(xiǎn)，但現(xiàn)有研究大多忽略了其生物物理過(guò)程對(duì)降雨強(qiáng)度的反饋。中國(guó)溫帶植被生長(zhǎng)季提前趨勢(shì)顯著，且降雨空間異質(zhì)性明顯，其物候提前對(duì)降雨強(qiáng)度的影響尚不明確，這制約了土壤水蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與科學(xué)生態(tài)規(guī)劃。
面向以上科學(xué)問(wèn)題，東北地理所生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與模擬研究團(tuán)隊(duì)集成多源遙感與模型模擬方法，解析了中國(guó)植被物候提前對(duì)降雨循環(huán)的影響過(guò)程。研究結(jié)果顯示：2001-2020年中國(guó)溫帶春季植被葉面積指數(shù)與降雨呈非單調(diào)上升趨勢(shì)，二者間的非對(duì)稱(chēng)變化重塑了水蝕格局。自1980年以來(lái)，14天的物候提前顯著增強(qiáng)了春季非侵蝕性降雨，其中中溫帶半濕潤(rùn)區(qū)增幅最大（3.03±3.66 mm），而低植被覆蓋區(qū)侵蝕性降雨顯著減少。物理機(jī)制解析表明，物候提前通過(guò)增強(qiáng)春季蒸散發(fā)（ET）、提升半濕潤(rùn)區(qū)垂直積分水汽通量（VIMF）與對(duì)流有效位能（CAPE），抑制了暴雨所需水分積累（圖1）。
圖1 中國(guó)溫帶植被物候提前對(duì)降雨影響的物理機(jī)制示意圖
該研究首次系統(tǒng)揭示植被物候提前對(duì)中國(guó)不同季節(jié)、不同區(qū)域降雨強(qiáng)度的調(diào)節(jié)作用，突破“植被-降雨”單向關(guān)聯(lián)認(rèn)知，強(qiáng)調(diào)二者間的雙向反饋過(guò)程，為生態(tài)修復(fù)與水土保持規(guī)劃提供關(guān)鍵理論支撐。研究彌補(bǔ)了大尺度物候動(dòng)態(tài)變化對(duì)水蝕影響的空缺，其方法與結(jié)論可為全球溫帶生態(tài)系統(tǒng)氣候響應(yīng)研究提供參考。
研究成果近期在線發(fā)表于Nature系列期刊Communications Earth & Environment。研究由東北地理所閆卓冉特別研究助理、楊久春高級(jí)工程師、碩士研究生張涵、劉煥軍研究員、于靈雪副研究員（通訊作者），聯(lián)合東北大學(xué)李文博副教授與美國(guó)羅德島大學(xué)王野喬教授共同完成。本研究獲國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2024YFD1501600）、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)（XDA28080503）、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目（2023240）等資助，數(shù)值計(jì)算依托ORISE超級(jí)計(jì)算機(jī)完成。
論文信息如下：Zhuoran Yan,Jiuchun Yang,Han Zhang,Wenbo Li,Yeqiao Wang,Huanjun Liu & Lingxue Yu*. Biophysical feedback from earlier leaf-out enhances nonerosive precipitation in China. Commun Earth Environ (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-03054-x
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s43247-025-02628-z
前期相關(guān)論文：Yu L,Liu Y,Shen M,et al.,2025. Extreme hydroclimates amplify the biophysical effects of?advanced green-up in temperate China. Agricultural and Forest Meteorology,363: 110421.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110421
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