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RS:亚洲中高纬度地区植被对气候的敏感性及未来植被预估
作者:魏江峰               发布时间:2023/05/23 17:19:29       浏览量:

在全球气候变暖的背景下,中高纬度地区作为全球增温最严重的区域,极端事件的频率和强度都有所增强,其对生态系统的影响逐渐引起重视。然而,目前对于亚洲中高纬度地区植被变化的预估仍有所很大不确定性。

本研究基于GLOBMAP叶面积指数(LAI)以及CRU的气温、降水和ISCCP-FH下行短波辐射,以及CMIP6提供的气温(Tas)、降水(Pr)和下行短波辐射(Rsds)等数据,系统分析了1982–2020年亚洲中高纬度地区植被变化对气候驱动因子的响应,并且基于随机森林和极端随机树两个预测模型,利用订正后的CMIP6在未来个排放情景下的预测数据,预估了未来2021–2100年亚洲中高纬度地区LAI的变化,并讨论了LAI对各预报因子的敏感性。

结果表明,自1982年以来,亚洲中高纬度大多数地区植被呈现了增长的长期趋势,这主要与全球变暖有关;除了温度,降水和辐射也对植被的年际变化起了重要作用,特别是在夏季(图1);在高排放的SSP5-8.5情景下相比中等排放的SSP2-4.5情景下植被增长更快(图2-3)。但是,在21世纪最后阶段的SSP585情景下植被增长变缓(图2),这与温度增暖放缓有关。研究为全球气候变化背景下未来生态环境的可能变化提供了参考。

图1. 降水(Pr)、地表2米气温(Tas)和地表向下太阳辐射(Rsds)对1984–2016年LAI的(a,b)长期趋势和(c,d)年际变化的相对贡献.(a,c)春季(3-5月);(b,d)夏季(6-8月).

图2. 1984–2100年亚洲中高纬度地区平均LAI的年际变化.1984-2016年为随机森林(RF)和极端随机树(ERT)模型训练和测试的时间段,2017-2100年为模型根据订正后的CMIP6数据预测的LAI,灰色的竖条是其中一组20%随机测试年.

图3. 极端随机树(ERT)模型预测的SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下LAI的相对变化(2021–2060年, 2041–2080年, 2061–2100年平均与1982–2020年GLOBMAP观测数据平均的差).

论文发表情况

Wei, J., X. Liu, B. Zhou 2023: Sensitivity of vegetation to climate in the mid- to high-latitude Asia and future vegetation projection. Remote Sensing,15, 2648. https://doi.org/10.3390/rs15102648