全球植被变绿的特征驱动因素及其气候反馈

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北京大学城市与环境学院朴世龙教授等人在Nature子刊NatureReviewsEarthEnvironment发表的题为“Characteristics,driversandfeedbacksofglobalgreening”(全球植被变绿的特征、驱动因素及其气候反馈)的综述文章。结合大量的研究系统地论述了20世纪八十年代以来,全球植被生长增加即植被变绿的观测证据、驱动机制及其对气候系统的反馈作用。

Part1

文章基于多源遥感数据的研究结果表明,自二十世纪八十年代以来,全球大部分地区陆地植被生长总体呈增加趋势。植被变绿在高、中纬度区域范围内的变化明显,特别是在中国和印度等造林和农业集约化的地区。而植被变绿也同样呈现出季节变化趋势。植被变绿的观测数据和指标包括基于多源集成LAI数据、基于MODIS卫星反演的LAI数据以及NDVI、EVI(增强植被指数)、NIRv(陆地植被的近红外反射率)等。

图一全球植被变绿格局

Part2

文章总结关于全球植被变绿的各驱动因子,包括二氧化碳施肥效应、气候变化、土地利用变化、氮沉降。1)在全球尺度上,二氧化碳浓度的上升可以增强光合作用,也可以提高水分利用率。二氧化碳施肥效应是植被变绿的主要驱动因子,(动态全球植被模型的结果:约70%的变绿区域);2)气候变化对植被生长的影响紧随其后。研究表明了由人为因素导致的区域增温和降水趋势变化,但不同区域气候变化对植被变绿的影响呈现出差异性。3)土地利用管理也被认为是导致全球植被变绿的重要原因之一,且至少贡献了约三分之一的LAI增量;4)氮沉降为非主导驱动作用。尤其是在氮元素供给有限的系统中,氮沉降的数量、速率和分布的不同会影响到植被的生长过程。不同区域植被变绿的主导因子不尽一致,例如升温是导致青藏高原和北方高纬地区植被变绿的关键机制,而植树造林活动是北半球温带地区植被变绿的关键因素。Part3关于全球植被变绿的气候反馈机制,该综述从生物地球化学过程的角度揭示了植被变绿对全球和区域水循环的总体影响,结论包括:1)陆地植被变绿是通过吸收更多的大气二氧化碳和蒸腾降温等过程,显著减缓了全球气候变暖;2)植被变绿对蒸腾的促进作用同时也加剧了全球水循环。对区域水循环而言,植被变绿一方面通过增强蒸腾作用导致土壤水分和地表径流的减少,另一方面有可能通过对大气环流的扰动而改变降水格局进而导致局部径流和土壤水分的增加或减少,植被变绿对区域水循环的总体影响取决于二者之间的博弈,在区域尺度上更加复杂与敏感。

图二气候反馈机制图示

Part4

对遥感测量植被结构、功能,以及基于卫星验证植被绿化目前存在的挑战进行了总结,对未来在空间、地面以及ESM等多方监测的跨部门整合研究上提出了展望:仍需进一步加强遥感观测尤其是对热带地区植被的监测,并提高模型对植被生长响应和反馈气候变化关键过程的模拟精度。

阅读心得

该综述回答了有关全球植被是否变绿的争论,以及全球植被变绿主要驱动力的争议。全文为围绕全球绿化的特点、驱动因素与反馈展开。全球绿化度在近30年间持续增加,因此先介绍了全球植被绿化的特点以及区域、季节变化趋势,并分二氧化碳浓度上升、气候变化、氮沉积、土地利用变化等几个关键驱动因素分别探讨了他们对全球植被变化的影响。而在未来研究中,对于植被观测数据需要发展更精确的观测手段、对于驱动力机制研究和气候反馈作用也需要更加优化数据、模型参数。

文章的脉络清晰,逻辑严密,语言流畅,文章插图美观,可视化效果好。全文的架构以及各部分之间的逻辑衔接在写作上也具有借鉴意义。原文:PiaoS,WangX,ParkT,etal.Characteristics,driversandfeedbacksofglobalgreening[J].NatureReviewsEarthEnvironment,:1-14.编辑:张芮铭本推送内容为吝涛研究团队每周讨论班的文献讨论和评述分析,仅用于学术交流,论文版权归原作者和原发刊所有,为保证出版社和原发刊版权,本



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