干旱半干旱区（Drylands）是世界上最大的生物群落，对全球碳汇的趋势变化和年际变化起主导地位。尽管全球干旱半干旱区“变绿”趋势已被广泛报道，但其驱动因素仍存在很大的不确定性。越来越多的研究强调，CO₂的升高对全球干旱半干旱区植被变化有较大的促进甚至占主导作用。

  针对这一问题，我校大气科学学院陆面过程与大气边界层研究团队成员蹇东南博士联合美国亚利桑那大学、中国科学院大气物理研究所、北京大学和清华大学的专家学者，利用考虑根系动态吸水过程的Noah-MP陆面模式，量化了气候变化、CO₂和土地利用/土地覆盖变化对全球干旱半干旱区植被变化（由叶面积指数表征，LAI）的贡献，论文以题为“Limited driving of elevated CO₂ on vegetation greening over global drylands”发表在Environmental Research Letters杂志上。

  研究结果表明，考虑根系动态吸水过程的Noah-MP陆面模式对模拟全球干旱半干旱区LAI的变化趋势和年际变化方面表现优异，能够再现71.26%的干旱半干旱区的LAI变化趋势空间格局，与TRENDY实验下13个模式多模式平均相比，Noah-MP模式对模拟全球干旱半干旱区和区域LAI年际变化的表现能力更好。结果显示，由气候变化主导LAI变化趋势的面积（44.03%）约为由CO₂主导LAI变化趋势的面积（13.89%）的3倍，且气候变化对全球干旱半干旱区植被增加和植被减少的区域贡献最大。土地利用/土地覆盖主导了约13.35%的干旱半干旱区LAI变化趋势，这与生态恢复工程的实施、木本植物入侵和农业集约化等有关。总体而言，二氧化碳变化对全球干旱半干旱区植被变化的影响有限。 研究人员进一步将基于Noah-MP模式的归因结果与已发表的区域研究结果进行对比验证，Noah-MP的模拟结果可以得到较好的验证，表明了基于Noah-MP模式模拟结果的LAI变化归因的合理性和可靠性。

图1 卫星观测和Noah-MP模式模拟的LAI变化趋势及其一致性

图2 气候变化、CO2和土地利用/土地覆盖变化对LAI变化趋势的贡献及LAI趋势变化的主导因子

  文章信息：Dongnan Jian, Guo-Yue Niu, Zhuguo Ma, Hongyan Liu, Dabo Guan, Xin Zhou, Juan Zhou. Limited driving of elevated CO₂ on vegetation greening over global drylands. Environmental Research Letters, 2023, 18, 104024. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/acf6d3