城市與環(huán)境學(xué)院趙淑清團隊在PNAS上撰文報道城市環(huán)境大規(guī)模增強植被生長

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

　　理解植被對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)測未來全球氣候、碳循環(huán)、植被生產(chǎn)力等變化的關(guān)鍵。控制實驗（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。且控制實驗的環(huán)境條件對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自然狀態(tài)下植被影響的報道。

　　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“天然實驗室”，尤其是了解自然生態(tài)系統(tǒng)對于未來全球環(huán)境變化的潛在響應(yīng)。

　　城市化進程中不透水表面（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，前面提到的城市環(huán)境條件可能會促進城市植被生長。對于城市化如何直接和間接影響植被的認(rèn)識相對有限，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)院趙淑清研究團隊提出了一個評估城市化對植被生長影響的理論框架體系，并將其應(yīng)用到中國的32個大型城市，研究結(jié)果以《城市環(huán)境大規(guī)模增強植被生長》（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)。

　　評估城市化對植被生長影響的理論框架體系是基于植被生長狀況沿城鄉(xiāng)城市發(fā)展強度（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32個城市發(fā)現(xiàn)大約85%的城市植被顯示城市環(huán)境對其生長有促進作用，而且這種間接促進作用大約可以抵消40%的城市化對 于植被替代的直接負(fù)面影響。當(dāng)然，其它約15%的植被生長沒有增強或者有所降低。這項大數(shù)據(jù)研究結(jié)果與全球為數(shù)不多的地面樣地實測報道吻合。

　　這項研究成果在尺度上和方法上對全球變化研究具有指導(dǎo)意義。在尺度上，將以往模擬控制實驗的實驗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全球變化的整體響應(yīng)，彌補了以上提及的控制實驗存在的不足。

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

　　該研究獲得國家自然科學(xué)基金項目和北京大學(xué)“111”計劃支持。