第二次青藏科考揭示北半球植被春季物候提前加劇夏季干旱和熱浪發生
遙感和地面觀測均證實升溫導致北半球植被春季物候提前。春季物候提前通過增加光合時長和光合速率從而有效提高植被生產力；另一方面，春季物候提前會加快土壤水分消耗，改變局地水循環和氣候的季節動態。但相比于物候提前的碳匯效應，學術界關于北半球春季物候提前對水循環和氣候的生物物理反饋機制，尤其是跨季節滯后效應的認識非常有限。
第二次青藏科考任務二北京大學城市與環境學院樸世龍教授研究組利用長時間序列的遙感植被葉面積指數數據和多套融合遙感信息的土壤水數據，結合統計分析和陸氣耦合模式模擬，系統探討了北半球植被春季物候提前對夏季土壤水的滯后影響。研究表明，由于春季物候提前，北半球春季植被蒸騰失水和降水量均增加，但降水增量不足以補償蒸騰失水，導致大部分地區春季末土壤水含量下降。這一土壤變干趨勢并延續到夏季，從而進一步改變了夏季地表能量平衡，致使高溫熱浪事件頻率增加和強度加劇。需要指出的是，“物候提前導致夏季土壤變干”并非在所有地區皆成立，比如：在主要農業區，人為灌溉對土壤水的作用遠勝于農作物春季物候提前的影響；在西伯利亞中部地區，上風向地區物候提前帶來的水汽輸入增量大于當地物候提前引起的蒸騰失水增量，導致該地區夏季土壤水不減反增。這一發現說明大尺度環流過程對水汽空間分布起到了重要的調節作用。該成果揭示了北半球春夏季節間植被動態和水循環復雜的交互作用，為準確預報夏季極端干旱和高溫熱浪事件提供了新的參考依據。
該研究成果以“Summer soil drying exacerbated by earlier spring greening of northern vegetation”為題在線發表在Science Advances雜志(doi：10.1126/sciadv.aax0255)。北京大學城市與環境學院2016級直博生連旭為第一作者，樸世龍教授為通訊作者。
https://advances.sciencemag.org/content/6/1/eaax0255
圖1. 春季物候提前對夏季土壤水滯后影響的示意圖
圖2. IPSL模擬的春季物候提前對水循環的影響