東北地理所在Communications Earth& Environment期刊發(fā)文揭示中國植被物候提前對降雨強度的影響過程
全球變暖推動大氣水分含量增加與水文循環(huán)加劇，極端降雨頻發(fā)導致水蝕問題凸顯。盡管植被通過固土和截流能有效緩解由此加劇的水蝕風險，但現(xiàn)有研究大多忽略了其生物物理過程對降雨強度的反饋。中國溫帶植被生長季提前趨勢顯著，且降雨空間異質(zhì)性明顯，其物候提前對降雨強度的影響尚不明確，這制約了土壤水蝕動態(tài)監(jiān)測與科學生態(tài)規(guī)劃。
面向以上科學問題，東北地理所生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與模擬研究團隊集成多源遙感與模型模擬方法，解析了中國植被物候提前對降雨循環(huán)的影響過程。研究結(jié)果顯示：2001-2020年中國溫帶春季植被葉面積指數(shù)與降雨呈非單調(diào)上升趨勢，二者間的非對稱變化重塑了水蝕格局。自1980年以來，14天的物候提前顯著增強了春季非侵蝕性降雨，其中中溫帶半濕潤區(qū)增幅最大（3.03±3.66 mm），而低植被覆蓋區(qū)侵蝕性降雨顯著減少。物理機制解析表明，物候提前通過增強春季蒸散發(fā)（ET）、提升半濕潤區(qū)垂直積分水汽通量（VIMF）與對流有效位能（CAPE），抑制了暴雨所需水分積累（圖1）。
圖1 中國溫帶植被物候提前對降雨影響的物理機制示意圖
該研究首次系統(tǒng)揭示植被物候提前對中國不同季節(jié)、不同區(qū)域降雨強度的調(diào)節(jié)作用，突破“植被-降雨”單向關(guān)聯(lián)認知，強調(diào)二者間的雙向反饋過程，為生態(tài)修復與水土保持規(guī)劃提供關(guān)鍵理論支撐。研究彌補了大尺度物候動態(tài)變化對水蝕影響的空缺，其方法與結(jié)論可為全球溫帶生態(tài)系統(tǒng)氣候響應研究提供參考。
研究成果近期在線發(fā)表于Nature系列期刊Communications Earth & Environment。研究由東北地理所閆卓冉特別研究助理、楊久春高級工程師、碩士研究生張涵、劉煥軍研究員、于靈雪副研究員（通訊作者），聯(lián)合東北大學李文博副教授與美國羅德島大學王野喬教授共同完成。本研究獲國家重點研發(fā)計劃（2024YFD1501600）、中國科學院戰(zhàn)略性先導專項（XDA28080503）、中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目（2023240）等資助，數(shù)值計算依托ORISE超級計算機完成。
論文信息如下：Zhuoran Yan,Jiuchun Yang,Han Zhang,Wenbo Li,Yeqiao Wang,Huanjun Liu & Lingxue Yu*. Biophysical feedback from earlier leaf-out enhances nonerosive precipitation in China. Commun Earth Environ (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-03054-x
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s43247-025-02628-z
前期相關(guān)論文：Yu L,Liu Y,Shen M,et al.,2025. Extreme hydroclimates amplify the biophysical effects of?advanced green-up in temperate China. Agricultural and Forest Meteorology,363: 110421.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110421
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