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为探究干旱与湿润区变暖差异机制，研究人员利用涡度协方差观测和遥感模型，分析生态系统潜热通量（LE）对水汽压差（VPD）的响应。发现干旱区 LE 随 VPD 升高而减少，湿润区则增加，该差异加剧区域变暖，为理解气候模式提供科学依据。
在全球气候变暖的大背景下，地球的 “体温” 变化并不均匀。细心的科学家们早已发现，干旱地区的升温速度明显快于湿润地区，这就像地球的不同角落有着不同的 “发烧” 程度。这种差异背后隐藏着怎样的奥秘？为何干旱区会成为全球变暖的 “重灾区”？过去的研究提出了多种解释，比如大气环流变化、云量差异、气溶胶影响等，但陆地与大气之间的能量交换过程 —— 尤其是潜热通量（Latent Heat Flux, LE）在其中扮演的角色，始终未被系统揭示。水汽压差（Vapor Pressure Deficit, VPD）作为衡量大气干燥程度的关键指标，其变化会通过影响植物气孔导度和土壤水分蒸发，进而改变地表能量在潜热和显热之间的分配。然而，不同气候区的生态系统如何响应 VPD 变化，尤其是干旱与湿润区的差异机制，一直是气候研究中的关键科学问题。
为了破解这一谜题，来自相关研究机构的研究人员开展了一项横跨四十年（1981-2022 年）的全球尺度研究。该研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》上，通过整合全球涡度协方差观测数据、遥感反演模型和再分析数据集，系统量化了不同气候区生态系统 LE 对 VPD 的响应差异，并揭示了其对区域变暖的驱动机制。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，选取全球 99 个 FLUXNET 涡度协方差观测站点，覆盖从干旱到湿润的多种气候带和植被类型（如常绿针叶林、灌木地、草地等），获取潜热通量及其相关环境变量（气温、净辐射、VPD、风速、归一化植被指数 NDVI 等）的长期观测数据；其次，改进遥感 - 彭曼蒙特斯（Remote Sensing-Penman Monteith, RS-PM）模型，结合 GLASS 叶面积指数（LAI）、GIMMS NDVI 等遥感数据，提升不同气候条件下 LE 估算的准确性；最后，通过统计分析和模型模拟，对比干旱区与湿润区 LE-VPD 关系的时空差异，并关联地表能量分配与温度变化趋势。
不同响应的 LE 与 VPD 关系
利用涡度协方差观测数据，研究人员通过多元线性回归分析发现，湿润地区的 LE 与 VPD 呈正相关，即随着大气干燥度增加，充足的土壤水分和植被覆盖允许蒸散作用增强，潜热释放带来局部降温效应；而在干旱地区，LE 随 VPD 升高显著下降，这是由于土壤水分匮乏迫使植物关闭气孔以减少水分流失，导致蒸腾作用减弱，潜热通量降低。例如，在 AT-Neu 等观测站点，干旱条件下 VPD 每升高 1 kPa，LE 可减少约 X W/m2（具体数值需参考原文图表），而湿润区同一梯度下 LE 增加约 Y W/m2，两者呈现鲜明对比。
温度上升的差异机制
进一步分析表明，干旱区的升温幅度比湿润区高出 18.2% 以上。这一现象与地表能量分配密切相关：在湿润区，较高的 LE 将更多净辐射能量以潜热形式耗散，抑制空气温度上升；而干旱区 LE 的减少使得更多能量转化为显热（Sensible Heat），直接加热近地面空气，形成 “干旱 - LE 减少 - 升温加剧” 的正反馈循环。这种能量分配差异，加之干旱区云量少、太阳辐射吸收强等因素，共同推动了干旱区的快速变暖。
研究结论与意义
本研究首次在全球尺度上系统阐明了气候干湿状况对 LE-VPD 关系的主导作用，证实了土壤水分可利用性是调控干旱区生态系统蒸散响应的核心因子。研究发现，1981-2022 年间，干旱区 LE 呈显著下降趋势，而湿润区 LE 上升，这一差异直接导致两类区域的变暖速率分化。该成果不仅深化了对陆地 - 大气相互作用机制的理解，也为改进气候模型中区域能量平衡参数化方案提供了关键数据支撑，尤其对水资源受限的干旱区土地管理和气候适应策略具有重要指导意义。例如，在干旱区植被恢复中，需优先考虑物种的水分利用策略（如等水势与非等水势植物的配比），以维持生态系统蒸散功能并缓解局部升温压力。
值得注意的是，研究还指出 VPD 持续升高可能对全球碳循环产生间接影响 —— 干旱区植被因蒸散受限面临更高的水分胁迫风险，可能进一步加剧陆地生态系统的脆弱性。未来研究需进一步整合多源数据，探索不同植被功能型（PFTs）在极端气候事件下的 LE 响应差异，为预测气候变化下的区域生态安全格局提供更全面的科学依据。
