近日，南方科技大学的曾振中副教授团队在 Sustainable Horizons 发表研究文章“Hydrological Feedback from Projected Earth Greening in the 21st Century”。
该研究通过设置4组不同控制实验，量化了21世纪全球陆地变绿（即叶面积指数（LAI）增加）对水文循环过程的影响，重点探讨了土壤含水量和P-ET（即降水减去蒸散）这两个指标对未来全球变绿的响应是否符合“干的地方越干，湿的地方越湿”（DDWW）模式特征，并探究了土壤含水量对全球变绿的响应机制。
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- 研究方法 -
研究设置了4组控制实验，分别为当前CO2和LAI（对照组）、只有CO2增加、只有LAI增加，以及LAI与CO2同时增加，并将这4组实验对应的CO2和LAI作为驱动数据驱动地球系统模型IPSLCM5A。通过对比不同实验条件的模拟结果，该研究发现：
1. 未来地球变绿对降水和蒸散的增强作用
地球变绿使得地表年均降水增加，特别是在热带雨林（亚马逊、刚果和印尼地区）和北方森林地区。在北半球高纬度地区，春季和夏季的降水也显著增加。地表潜在蒸散和实际蒸散对未来地表变绿的响应截然不同。对全球大部分地区而言，地表的潜在蒸散降低，特别是在春季和夏季的北半球中高纬度地区。与之相反，地表实际蒸散在全球范围内增加。此外，蒸散组分（蒸腾和蒸发）对地表变绿的响应也存在较大差异：植被蒸腾在全球范围内呈现增加趋势，而蒸发仅在北半球和非洲地区呈现增加趋势，在南美和澳大利亚呈现减小趋势。
2. 土壤含水量对未来地球变绿的响应印证DDWW模式
最初的DDWW模式是从P-ET对全球变暖的热力学响应提出的。研究发现，以土壤含水量作为指标，作为对21世纪全球变绿的响应，干旱区（由干旱指数定义）土壤含水量减少，变得更加干燥，但某些湿润区（如亚马逊和刚果雨林），蒸散的增加导致更多的对流降水，土壤含水量反而增加，印证了DDWW模式。而之前广泛使用的指标P-ET在对未来全球变绿的响应中并未体现DDWW特征。此外，土壤含水量对未来全球变绿和CO2增加的响应主要是受LAI增加的影响，单独的CO2浓度增加并不会导致DDWW格局的出现。
- 结论和展望 -
几乎所有的地球系统模型都预估了未来地表持续变绿，以往的研究集中于分析过去地球变绿的水文反馈或仅集中于某一区域。该研究厘清了未来地球变绿对降水和蒸散的增强作用，以及降水和蒸散变化的联合作用下土壤含水量呈现的“干旱区更干，湿润区更湿”格局。因此，在通过林业缓解气候变化决策中，应防止现有森林退化，支持在湿润地区植树造林，在干旱地区应重建适应当地环境的自然生态系统。
作者简介
First Author: Jie Wu received her B.S. and M.S. degrees from Hohai University in 2015 and 2019, respectively. She is currently a Ph.D. student of the Collaborative Ph.D. Programs between the University of Copenhagen and the Southern University of Science and Technology. Her research work focuses on the biophysical feedback from earth greening.
Corresponding Author: Zhenzhong Zeng received his B.S. degree from Sun-Yet Sen University in 2011, and Ph.D. degree from Peking University in 2016. He led a tropical deforestation project at Princeton University during 2016-2019. Since 2019, he led a lab on Earth system and global change, with a focus on global climate change and its natural-based solutions.
引用格式：
Wu J. , Wang D. , Li L. , Zeng Z. , Hydrological Feedback from Projected Earth Greening in the 21st Century. Sustainable Horizons. 2022. 1, 100007.
期刊官网（英文）：https://journals.elsevier.com/sustainable-horizons
期刊官网（中文）：https://www.sustainable-horizons.com/
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