近日，國際知名學(xué)術(shù)期刊Science Advances在線發(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，報道了全球大氣水汽壓差的長期變化趨勢，及其對植被生長影響的最新研究成果。

全球大氣水汽壓差變化趨勢

該研究基于全球四套氣象數(shù)據(jù)，揭示了自上個世紀(jì)90年代末以來，全球大氣水汽壓差呈現(xiàn)急劇增加的趨勢。大氣水汽壓差表征了大氣飽和水汽壓與實際水汽氣壓的差值，水汽壓差增加意味著通過植物蒸騰和土壤蒸發(fā)作用散失到大氣中的水汽量增加，這會在很大程度上增加植被受干旱脅迫的程度。同時，植物為了減少水分損失，會關(guān)閉氣孔，這會降低植物的光合作用，限制植被生長。上個世紀(jì)以來，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，由于海洋蒸發(fā)減少和陸地土壤變干，實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。

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

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

顯著增加(Inc*)，插圖(II)顯示不同趨勢變化的格點比例

為了檢驗大氣水汽壓增加對于全球植被生長的影響，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應(yīng)的，全球植被生長自上個世紀(jì)末以來呈現(xiàn)生長減緩甚至生長增加停滯的趨勢。通過利用兩個遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動的植被生產(chǎn)力模型和機器學(xué)習(xí)方法，該研究開展了量化水汽壓差變化對植被生長影響的分析。分析結(jié)果顯示，上個世紀(jì)90年代末以來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植被生長的“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將持續(xù)到本世紀(jì)末，其對植被生長的影響也將持續(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植被生長的限制作用，因而會顯著高估未來的陸地植被生產(chǎn)力。

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

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