城市與環(huán)境學(xué)院趙淑清團(tuán)隊(duì)在PNAS上撰文報(bào)道城市環(huán)境大規(guī)模增強(qiáng)植被生長(zhǎng)

時(shí)間：2016-05-19 10:38  作者：  來源：城市與環(huán)境學(xué)院

　　理解植被對(duì)未來氣候和大氣成分變化（如溫度增高、CO2濃度上升等）的響應(yīng)是預(yù)測(cè)未來全球氣候、碳循環(huán)、植被生產(chǎn)力等變化的關(guān)鍵?？刂茖?shí)驗(yàn)（如增 溫、CO2濃度加倍等）適用于微觀到生態(tài)系統(tǒng)尺度的植物響應(yīng)模擬和觀測(cè)。且控制實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件對(duì)植物而言往往是突變（如CO2濃度突然增加一倍），其響應(yīng) 特征可能與天然漸變環(huán)境下的響應(yīng)不同。迄今為止還沒有關(guān)于氣候和大氣成分變化在較大空間尺度上對(duì)自然狀態(tài)下植被影響的報(bào)道。

　　城市熱島效應(yīng)明顯、CO2濃度顯著增高、活性氮化物增加，這些城市環(huán)境變化比自然生態(tài)系統(tǒng)未來將出現(xiàn)的平均水平提前幾十年。所以城市環(huán)境被認(rèn)為是全 球變化的“先驅(qū)”（Harbingers），是全球變化研究的“天然實(shí)驗(yàn)室”，尤其是了解自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于未來全球環(huán)境變化的潛在響應(yīng)。

　　城市化進(jìn)程中不透水表面（如道路、建筑物等）替代部分植被，導(dǎo)致城區(qū)植被面積減少；同時(shí)，前面提到的城市環(huán)境條件可能會(huì)促進(jìn)城市植被生長(zhǎng)。對(duì)于城市化如何直接和間接影響植被的認(rèn)識(shí)相對(duì)有限，更缺乏較大空間尺度上的定量研究。

　　最近，城市與環(huán)境學(xué)院趙淑清研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)評(píng)估城市化對(duì)植被生長(zhǎng)影響的理論框架體系，并將其應(yīng)用到中國(guó)的32個(gè)大型城市，研究結(jié)果以《城市環(huán)境大規(guī)模增強(qiáng)植被生長(zhǎng)》（Prevalent Vegetation Growth Enhancement in Urban Environment）為題在線發(fā)表在PNAS雜志上(PNAS 2016; published ahead of print May 16, 2016, doi:10.1073/pnas.1602312113)。

　　評(píng)估城市化對(duì)植被生長(zhǎng)影響的理論框架體系是基于植被生長(zhǎng)狀況沿城鄉(xiāng)城市發(fā)展強(qiáng)度（β）從0（沒有城市化）到1（完全城市化）的變化而建立的（見 圖）。大量研究表明植被生長(zhǎng)狀況可用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)如MODIS EVI植被指數(shù)產(chǎn)品替代指示，而每一個(gè)城市地塊的EVI是其植被EVI和不透水表面EVI的綜合。

　　將這一理論框架應(yīng)用于中國(guó)32個(gè)城市發(fā)現(xiàn)大約85%的城市植被顯示城市環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而且這種間接促進(jìn)作用大約可以抵消40%的城市化對(duì) 于植被替代的直接負(fù)面影響。當(dāng)然，其它約15%的植被生長(zhǎng)沒有增強(qiáng)或者有所降低。這項(xiàng)大數(shù)據(jù)研究結(jié)果與全球?yàn)閿?shù)不多的地面樣地實(shí)測(cè)報(bào)道吻合。

　　這項(xiàng)研究成果在尺度上和方法上對(duì)全球變化研究具有指導(dǎo)意義。在尺度上，將以往模擬控制實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室或樣地尺度拓展到了景觀乃至全球尺度；在方法上，用遙感技術(shù)研究植被在自然狀況下對(duì)全球變化的整體響應(yīng)，彌補(bǔ)了以上提及的控制實(shí)驗(yàn)存在的不足。

　　趙淑清研究團(tuán)隊(duì)主要從事城市化及其生態(tài)影響的研究，較為系統(tǒng)地研究了中國(guó)過去30多年城市擴(kuò)張過程的時(shí)空格局及多種生態(tài)后果評(píng)價(jià)，并建立了北京城鄉(xiāng)生態(tài)梯度研究平臺(tái) （Beijing Ecosystem Study, BES-PKU)。

　　該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和北京大學(xué)“111”計(jì)劃支持。