森林作為覆蓋陸地近1/3的植被生態(tài)系統(tǒng)，可以通過生物物理效應(yīng)（蒸騰作用等）緩解局地溫度，是應(yīng)對(duì)氣候變暖的重要抓手之一。21世紀(jì)以來，越來越多小面積的森林火災(zāi)、森林間伐以及森林補(bǔ)種等干擾發(fā)生在森林內(nèi)部，這種森林內(nèi)部細(xì)碎化的樹木覆蓋變化會(huì)對(duì)其生物物理效應(yīng)帶來怎樣的影響，尚無法得到精確評(píng)估，主要是由于全球地表溫度產(chǎn)品一般只有1km或更粗糙的分辨率，而全球森林覆蓋變化數(shù)據(jù)可以達(dá)到30m的分辨率。因此，一個(gè)懸而未決的科學(xué)問題是地表溫度如何響應(yīng)森林內(nèi)部小尺度的樹木覆蓋變化。此外，前人的研究主要關(guān)注森林覆蓋凈變化所帶來的生物物理效應(yīng)，沒有比較樹木覆蓋增加和減少對(duì)地表溫度的不同影響，這些認(rèn)知上的缺乏對(duì)在全球范圍內(nèi)科學(xué)評(píng)估森林覆蓋的生物物理效應(yīng)提出了挑戰(zhàn)。

　　近日，廣東省科學(xué)院廣州地理研究所（以下簡(jiǎn)稱省科學(xué)院地理所）蘇泳嫻研究員團(tuán)隊(duì)提出一種對(duì)比量化高精度森林覆蓋增加和減少對(duì)地表溫度生物物理效應(yīng)的方法，揭示了森林覆蓋增加和減少的生物物理效應(yīng)的不對(duì)稱性及機(jī)制。

　　蘇泳嫻等研究發(fā)現(xiàn)，全球尺度上的很多森林在其內(nèi)部經(jīng)歷過劇烈的樹木覆蓋增加和減少過程后，即便其最終森林凈覆蓋減少（凈丟失，net loss），但依然有可能呈現(xiàn)更顯著的生物物理降溫效應(yīng)。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在熱帶和溫帶地區(qū)，其主要原因是這兩個(gè)氣候帶地表溫度對(duì)森林增加的響應(yīng)比對(duì)森林減少的響應(yīng)更敏感，即森林覆蓋增加帶來的降溫效應(yīng)會(huì)顯著強(qiáng)于森林覆蓋減少帶來的增溫效應(yīng)。相反，寒帶森林覆蓋減少帶來的降溫效應(yīng)會(huì)顯著強(qiáng)于森林覆蓋增加帶來的增溫效應(yīng)（圖1a）。機(jī)制分析表明，這種不對(duì)稱性主要是由于新增和損失森林的生物物理屬性不一樣，導(dǎo)致森林覆蓋增加和減少地區(qū)能量平衡過程的差異，進(jìn)而使得森林覆蓋增加和減少對(duì)地表溫度產(chǎn)生不同強(qiáng)度的生物物理效應(yīng)。

　　研究進(jìn)一步量化了達(dá)到“溫度中和”的森林覆蓋增加和減少的比例閾值（圖1b）。結(jié)果表明，熱帶地區(qū)森林覆蓋增加和減少比值約為75%時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)生物物理效應(yīng)上的“溫度中和”，溫帶地區(qū)該閾值平均為83%。這意味著，如果僅考慮森林覆蓋的生物物理效應(yīng)，在熱帶和溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，通過較小面積的森林覆蓋恢復(fù)便可以彌補(bǔ)森林覆蓋減少所丟失的溫度效應(yīng)。

森林覆蓋增加和減少生物物理效應(yīng)的不對(duì)稱性

　　該研究揭示了森林覆蓋增加和減少的氣候效應(yīng)的不對(duì)稱性，忽略該不對(duì)稱性會(huì)對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估森林生物物理效應(yīng)帶來一定的不確定性：選取森林凈變化為0的地區(qū)作為參考來剔除氣候變化的影響，可能會(huì)引起對(duì)森林生物物理效應(yīng)的高估或低估。這種不確定性也可能廣泛存在于森林其他功能（如水資源和碳匯）的評(píng)估研究中。

　　研究成果發(fā)表于Nature Climate Change期刊。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項(xiàng)目和國(guó)家級(jí)青年人才計(jì)劃項(xiàng)目等聯(lián)合資助。論文主要合作者包括來自中山大學(xué)、法國(guó)氣候與環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、南方科技大學(xué)、歐盟執(zhí)委會(huì)聯(lián)合研究中心、加拿大農(nóng)業(yè)部、加拿大多倫多大學(xué)、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織、北京大學(xué)、美國(guó)耶魯大學(xué)、西南大學(xué)、意大利巴里大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41558-023-01757-7

　　供稿：省科學(xué)院地理所

　　撰稿：吳建平

　　審稿：董軍  吳旗韜  夏欣

　　校稿：徐超  肖捷  章震  黃巧純