我国学者发文探讨地球系统模拟中蒸散发对植被变化响应的敏感性问题

　　

图 地球系统模式中蒸散发分配问题示意图。
（a）蒸散发包含的主要过程以及土壤蒸发和植被蒸腾对植被变化的不同响应；（b）不同数据源的全球平均E_t/E估计值及标准差。（c）地下水连通性与蒸散发分配之间关系的概念图。地球系统模式通常过度简化地下水的联系，导致较低的E_t和E_s，低估E_t/E值，如左侧所示。地表与地下水之间良好的连通性可以使植被在浅层土壤干燥后继续补给植被蒸腾所需水分，调整蒸散发分配，如右侧所示

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42371026、42071022）资助下，南方科技大学曾振中研究员、王大山副研究员发文探讨地球系统模拟中的蒸散发对植被变化响应敏感性问题。研究成果以“亟需提升蒸散发对植被变化响应的模拟能力（Urgent need to improve modelled sensitivity of evaporation to vegetation change）”为题，于2024年2月19日在线发表于《自然·水》（Nature Water）期刊上。论文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-024-00203-y。

　　地球系统模式对“植被-气候反馈”的模拟与预测往往依赖于模式中蒸散发对植被变化响应的准确性，不合理的模式敏感性可能产生误导性的结论。曾振中团队分析了各模式在CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6）理想化森林砍伐实验（deforest-glob）中的模拟结果，发现目前不同模式在模拟蒸散发对植被变化响应的方向和幅度上缺乏共识，植被变化的气候反馈存在巨大的不确定性。蒸散发分配，即蒸腾在蒸散发中所占的比例，极大地调节着“植被-气候反馈”的方向和幅度。然而，地球系统模型模拟的蒸散发分配严重低于观测值，导致模型对植被变化引起的陆-气间水分和能量响应的敏感性不足。当前地球系统模式对地下水连通性存在表征不足是导致蒸散发分配低估的重要原因。这些因素进一步影响了植被变化对气候系统反馈模拟的合理性，从而影响对气候变化问题的科学认知。基于此，团队对改进模式蒸散发分配的途径进行了探讨，包括增加陆地蒸散发的监测、优化蒸散发遥感反演算法、开展基于观测的蒸散发对植被变化敏感性分析、改进地球系统模式中蒸散发参数以及提升模式对地下水过程的表征等。

　　该工作系统论述了目前地球系统模式模拟植被变化的气候反馈中存在的问题，阐释了改进模式蒸散发分配、将地下水连通性纳入模式等工作的重要性，并提出了解决这一问题的关键途径，有助于降低模式对水循环和能量平衡模拟的不确定性。