東北地理所在作物生長對區域氣候的反饋及生物物理機制研究中取得新進展
農田墾殖和農業實踐主要通過改變地表與大氣之間的能量、動量和水分交換過程影響區域及更大尺度的氣候系統。近年來，衛星遙感資料記錄了地球前所未有的植被變綠過程，其中，農田變綠占中國植被變綠的32%，且主要集中在我國東北地區。然而，相比森林系統，農田植被如何通過改變地表輻射收支和能量平衡進而影響區域氣候的物理機制尚缺乏深入的研究。
本研究基于近二十年來的遙感觀測數據，首先分析了東北農田變綠的過程和地表溫度的變化趨勢;基于區域氣候模式與陸面過程模式耦合模擬的方法再現了研究區地表溫度的變化規律，在此基礎上，采用情景分析厘定了作物變綠對晝夜地表溫度的影響，最后采用最先進的雙阻抗方法剖析了作物變綠影響地表溫度的關鍵生物地球物理因子。
基于衛星觀測長時間序列分析和區域氣候模型情景模擬表明，農田植被生長與地表溫度呈負相關，表明作物生長對地表溫度的負反饋作用，即作物變綠能夠降低地表溫度，且主要集中在白天而非夜晚，通過剖析作物變綠影響地表溫度的生物地球物理機制發現，空氣動力學阻抗和地表阻抗是作物變綠使白天降溫的主要驅動因素，而土壤熱通量和大氣溫度反饋是夜晚降溫的主導因素。本研究強調了在研究作物對氣候變化地響應時應充分考慮作物生長對區域氣候的反饋作用，這對于闡明區域氣候變化與作物產量之間的關系，制定區域糧食安全保障戰略至關重要。
研究成果于近期以“Asymmetric daytime and nighttime surface temperature feedback induced by crop greening across Northeast China”為題在一區TOP期刊Agricultural and Forest Meteorology上發表，由中科院東北地理所于靈雪副研究員、美國太平洋西北國家實驗室劉野博士等共同完成。該研究得到了中國科學院戰略先導專項 (A) (XDA28080503)、國家自然科學基金(42071025)和中國科學院東北地理與農業生態研究所創新團隊項目(2022CXTD02)資助。
論文信息如下：
Lingxue Yu, Ye Liu, Jiuchun Yang, Tingxiang Liu, Kun Bu, Guangshuai Li, Yue Jiao, Shuwen Zhang. Asymmetric daytime and nighttime surface temperature feedback induced by crop greening across Northeast China. Agricultural and Forest Meteorology, 2022. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109136.
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