全球变暖背景下，极端气候事件强度和频次增加，对陆地生态系统造成显著影响。亚洲中高纬地区增温幅度高于全球平均水平，植被类型多样，对气候变化十分敏感。探究亚洲中高纬地区极端气候对植被生态系统的影响，对深入理解气候系统变化过程和机理具有重要科学意义。
研究采用半月尺度的GIMMS（Global Inventory Modelling and Mapping Studies）LAI3g和GLASS（Global Land Surface Satellite）LAI数据集，以及AgERA5（Agrometeorological ECMWF Reanalysis v5）再分析2米气温和降水数据并进行了标准化处理，在大陆尺度上探究了极端气温和降水对植被的同期影响。结果表明，1982-2016年间，最大LAI发生的面积显著增加而最小LAI发生的面积显著减小；植被覆盖通常在春季和秋季达到最大值，在夏季或晚春达到最小值，但GIMMS和GLASS结果稍有不一致。总体而言，极端冷事件和湿事件抑制植被生长，该效应在约60°N以南地区的10-11月最为明显；极端热事件促进植被生长，伴随干旱时的高温事件更是如此，该效应在西伯利亚中部和北部的8-9月最为明显。中亚和蒙古高原部分地区表现出不同特征：低温强降水促进该区域植被生长，但高温干旱抑制植被生长，这主要与该区域主要覆盖稀疏植被或草地有关。亚洲中高纬复合高温-干旱和低温-高湿事件的发生频次高于低温-干旱和高温-高湿；该区域植被总体呈现出对高温-干旱的正响应强于对低温-高湿的负响应，显示出区域内植被状况对极端事件的适应性。研究结果可能预示未来增暖继续维持的情况下，中高纬地区植被覆盖可能持续增加。
该研究成果由南信大硕士生魏宇晨、俞淼教授、魏江峰教授、周波涛教授共同完成。研究得到了国家自然科学基金项目41991285和42075115的共同资助。
论文信息：
Wei, Y.; Yu, M.; Wei, J.; Zhou, B. Impacts of Extreme Climates on Vegetation at Middle-to-High Latitudes in Asia. Remote Sens. 2023, 15, 1251. https://doi.org/10.3390/rs15051251
图1 气温最大值发生时所在的年份（a）和月份（b）以及对应的GIMMS LAI（e）和GLASS LAI（f）的百分位，柱状图表示的是相应的累计面积（b，d，g）（单位104km2），箱型图（h）表示不同植被类型的LAI的百分位分布，白色线条从上至下分别代表第75，50，和25百分位，黑色圆点代表平均值。图（b）中的黑色实线为线性趋势。
图2 温度和LAI的散点图及其叠加的概率密度分布（a，b），黑色虚线是各自的第5和95的百分位数线。下标“L”变量的值代表大于95%百分位，“S”代表变量的值小于5%百分位。图c-j是四种不同复合极端气温—极端植被事件在研究时间段内累积发生的频次（单位：次）