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2021年6月30日星期三

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黄河中上游植被与气溶胶协同作用的气候水文效应

随着“黄河流域生态保护和高质量发展”被确立为重大国家战略,系统理解区域生态环境演变及其气候水文作用机制成为迫切需求。在各类生态工程与大气治理行动的共同驱动下,黄河中上游地区植被覆盖与气溶胶浓度均发生了显著变化(图1),共同影响着气候与水文循环。

图1 黄河流域2000年以来生态工程及关键环境要素变化

兰州大学青年研究员聂宁梳理了近年来在大规模生态修复工程和空气污染控制政策驱动下,流域植被覆盖与气溶胶浓度显著变化对区域气候及水文循环的深刻影响,研究成果发表在期刊《科学通报》。该研究系统阐述了以植被覆盖变化为核心的下垫面变化,以及以气溶胶浓度与组分变化为核心的大气扰动,分别对地表能量−水分平衡、蒸散发、降水、径流、土壤湿度等关键水文过程产生的直接与间接作用。该研究特别聚焦了两者之间复杂的双向交互作用(图2):植被通过排放生物源挥发性有机物和减少起沙影响气溶胶,而气溶胶则通过散射辐射施肥效应和改变地表辐射平衡等途径影响植被生理与生态水文过程。这些相互作用共同构成了一个多圈层、非线性的耦合系统。

图2 植被–气溶胶协同作用的气候水文效应

本评述在当前研究基础上,明确指出了该领域存在耦合模型缺乏、区域观测数据不足、协同作用定量评估薄弱、未来情景预测能力有限等关键研究不足,并提出了未来应优先发展耦合水文−生态−大气化学过程的区域地球系统模型、以及加强长期多平台观测网络等具体研究方向,旨在为流域水资源与生态系统的可持续管理提供科学依据。这一研究范式对全球其他生态脆弱区陆−气耦合过程研究也具有重要的参考价值。

论文信息:聂宁, 张宝庆, 葛觐铭, 黄建平, 聂军胜*, 管晓丹*, 潘保田, 耿豪鹏, 李国强. 黄河中上游植被与气溶胶协同作用的气候水文效应.科学通报, 2026. DOI: 10.1360/CSB-2026-0072.