近日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Science Advances在線(xiàn)發(fā)表了我校大氣科學(xué)學(xué)院袁文平教授及合作者題為“Increased atmospheric vapor pressure deficit reduces global vegetation growth”的研究論文，報(bào)道了全球大氣水汽壓差的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，及其對(duì)植被生長(zhǎng)影響的最新研究成果。

全球大氣水汽壓差變化趨勢(shì)

該研究基于全球四套氣象數(shù)據(jù)，揭示了自上個(gè)世紀(jì)90年代末以來(lái)，全球大氣水汽壓差呈現(xiàn)急劇增加的趨勢(shì)。大氣水汽壓差表征了大氣飽和水汽壓與實(shí)際水汽氣壓的差值，水汽壓差增加意味著通過(guò)植物蒸騰和土壤蒸發(fā)作用散失到大氣中的水汽量增加，這會(huì)在很大程度上增加植被受干旱脅迫的程度。同時(shí)，植物為了減少水分損失，會(huì)關(guān)閉氣孔，這會(huì)降低植物的光合作用，限制植被生長(zhǎng)。上個(gè)世紀(jì)以來(lái)，由于受到全球變暖的影響，大氣飽和水汽壓持續(xù)增加，同時(shí)，由于海洋蒸發(fā)減少和陸地土壤變干，實(shí)際水汽壓增加幅度小于飽和水汽壓，從而導(dǎo)致水汽壓差增加，大氣干旱脅迫程度加劇。

全球植被生長(zhǎng)變化趨勢(shì)。(a) 1982-1998年變化趨勢(shì)。(b) 1999-2015年變化趨勢(shì)。

(c) 趨勢(shì)差值(后期減去前期)。插圖(I)顯示四種變化格點(diǎn)比例：顯著降低(Dec*, p<0 .05), 降低(dec), 增加(inc),

顯著增加(Inc*)，插圖(II)顯示不同趨勢(shì)變化的格點(diǎn)比例

為了檢驗(yàn)大氣水汽壓增加對(duì)于全球植被生長(zhǎng)的影響，該研究綜合利用5套全球遙感植被指數(shù)和葉面積指數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)與大氣水汽壓增加對(duì)應(yīng)的，全球植被生長(zhǎng)自上個(gè)世紀(jì)末以來(lái)呈現(xiàn)生長(zhǎng)減緩甚至生長(zhǎng)增加停滯的趨勢(shì)。通過(guò)利用兩個(gè)遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的植被生產(chǎn)力模型和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，該研究開(kāi)展了量化水汽壓差變化對(duì)植被生長(zhǎng)影響的分析。分析結(jié)果顯示，上個(gè)世紀(jì)90年代末以來(lái)大氣水汽壓差增加導(dǎo)致的植被生產(chǎn)力降低，抵消了大氣二氧化碳濃度增加對(duì)植被生長(zhǎng)的“施肥效應(yīng)”。該研究也發(fā)現(xiàn)，由于持續(xù)的全球氣候變暖，大氣水汽壓差增加的趨勢(shì)將持續(xù)到本世紀(jì)末，其對(duì)植被生長(zhǎng)的影響也將持續(xù)存在。然而，目前的陸地生態(tài)系統(tǒng)模型并未能準(zhǔn)確反映大氣水汽壓差對(duì)植被生長(zhǎng)的限制作用，因而會(huì)顯著高估未來(lái)的陸地植被生產(chǎn)力。

該研究揭示了全球大氣水汽壓差的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，不僅強(qiáng)調(diào)了全球變暖所引發(fā)的一個(gè)對(duì)全球植被生長(zhǎng)的重要影響方式，為自上個(gè)世紀(jì)末以來(lái)植被增長(zhǎng)減緩和停滯找到了關(guān)鍵的科學(xué)證據(jù)，同時(shí)也有助于提高陸地生態(tài)系統(tǒng)模型對(duì)氣候變暖響應(yīng)的模擬能力。

論文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax1396.abstract