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焦利民教授课题组在Global Change Biology等期刊发表植被对气候变化和城市化响应的系列成果

来源：花匠小妙招时间：2024-10-07 08:33

植被是生态系统存在的基础。全球变化，包括以气候变化等为代表的自然环境变化、以城市化和土地利用变化等为代表的人文地理过程，以及自然过程和人文过程的交互作用对于植被具有复杂影响，厘清上述影响及其机理是一个前沿难题。针对上述问题，近年来焦利民教授课题组开展了系列研究，研究成果发表于《Global Change Biology》《Environmental Pollution》《Giscience & Remote Sensing》《Science of The Total Environment》等期刊。

当前研究表明，全球CO2施肥效应在近四十年呈现显著的下降趋势；同样的，温度变化与植被生产力间的关系也在减弱。这种减弱可能受到多种环境因素的制约，然而在空间上厘清各种因子同植被生产力之间的复杂交互关系仍然具有挑战性。

针对这一问题，本研究基于多源数据集探讨了植被总初级生产力对CO2浓度、气候变化和人为土地利用变化等多种因子的复杂响应。研究发现，在近四十年里，中国植被总初级生产力显著增强（图1）。然而，植被生产力对环境变化的响应已经从单因子主导（CO2施肥效应）时期向多个交互因子共同决定时期转变（图2），史无前例的工业化、城市化以及人为土地利用变化等对生态系统的共同影响导致了这种转变。该研究明确了这种转变在中国的区域分异及其关键制约因素。基于自然的解决方案被认为是缓解气候变化最为成熟的途径之一，该发现强调了在基于自然的解决方案中考虑综合视角和区域差异的必要性，对中国2060年碳中和目标实现具有重要意义。该研究近期以“Saturation response of enhanced vegetation productivity attributes to intricate interactions”为题发表于全球变化和生态学的国际顶级期刊Global Change Biology (IF: 13.211)。

图1.1982–2018中国区域GPP变化趋势

图2.不同情景下1982–2018 GPP变化

此外，课题组也从植被对气候变化的多尺度响应、未来气候变化情景下的植被动态模拟、城市化对植被生产力的直接和间接效应、城市光污染的植被效应等方面做了系列研究，主要有：

气候变化对植被生长的影响：通过分析多时间和空间尺度上气候变化对植被生长的时滞效应，发现不同植被类型对气候变化的时滞响应在多时空尺度上表现出异质性，时滞效应的异质性可概述为植被对气候响应随着区域差异、生态系统类型和多时间尺度变化的综合特征（Lian Xihong, Jiao Limin et al.，2022, GISCIENCE & REMOTE SENSING, IF: 6.397）。

未来气候变化情景下的植被动态模拟与脆弱性分析：通过多情景植被动态模拟，发现未来气候变化可能加剧生态脆弱区植被保护和生态修复的难度，研究强调适应气候变化以实现中国粮食安全和碳中和等目标的紧迫性，指出了差异性区域策略方向（Lian Xihong, Jiao Limin et al.，2022, Science of the Total Environment, IF:10.753）。

城市扩张对于植被生产力的影响：通过分析城市扩张对植被NPP直接损失和间接影响，发现随着城市扩张强度（UEI）梯度的增加直接损失和间接影响均增强，间接影响对直接影响的补偿在紧凑的城市格局中更为稳定;在UEI达到20%以下时，补偿效应更为明显（Zhong Jing，Jiao Limin et al.，2021, Sustainable Cities and Society, IF:10.696）。通过中美典型城市的对比，发现松散型城市比紧凑型城市导致更大的植被NPP损失，并阐明了城市形态对于植被NPP损失的尺度效应，及城市局部可持续性与区域可持续性之间的权衡效应，为兼顾宏观和微观尺度的可持续城市发展策略提供了理论和实证依据（Zhong Jing，Jiao Limin et al.，2022, Building and Environment, IF:7.093）。

城市光污染的植被效应：通过分析全球变暖背景下人造光污染对植物物候期时空变化的影响，发现在考虑到交互作用后人工光污染的抑制作用明显，研究为植物对具有潜在影响但尚未被重视的环境因子的响应提供了新见解，并呼吁重视光污染的生态系统影响（Lian Xihong, Jiao Limin et al.，2021, Environmental Pollution, IF:9.988）。（通讯员：连喜红，焦利民）