四川盆地植被绿化与灌溉协同作用对夏季气候的调控机制及其生态效应

为探究人类活动对区域气候的影响机制，研究人员采用WRF动态降尺度模拟结合实时卫星植被数据，系统研究了2001-2020年四川盆地植被绿化（LAI增长3.59%/decade）与灌溉活动对夏季气候的协同效应。研究发现两者通过改变地表能量平衡（净辐射增加0.625 W/m2）和水热通量（潜热通量提升0.546 W/m2），显著降低日均温0.195°C（p<0.01），但导致盆地边缘出现反照率增温效应。该研究为封闭地形区生态管理提供了重要科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，人类活动如何通过改变地表特征影响区域气候，已成为地球系统科学研究的焦点问题。四川盆地作为中国典型的封闭地形区，近年来同时经历着显著的植被绿化（如"退耕还林"工程）和农业灌溉扩张，这两种人为干预如何通过复杂的生物地球物理过程相互作用，进而影响区域气候系统，成为亟待解答的科学问题。

中国科学院新疆生态与地理研究所的研究人员通过创新性地整合多源卫星观测与数值模拟技术，在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表了关于植被绿化与灌溉协同效应的突破性研究。该研究采用WRF V4.4模型耦合Noah-MP陆面过程模型，构建了2001-2020年高分辨率（10 km）动态降尺度模拟系统，首次实现了对四川盆地夏季气候响应机制的精细化解析。研究团队运用了三大关键技术：基于GLASS产品的LAI/FVC日尺度同化技术、MCD12Q1土地覆盖年际更新算法，以及Noah-MP的洪水式灌溉参数化方案，通过设计CTRL/Greening/Real三组对比实验，系统分离了植被变化与灌溉的气候效应。

【3.1 植被变化特征】
卫星遥感分析显示，2001-2020年夏季LAI以0.36 m²/m²/decade速率显著增长（p<0.01），森林覆盖率提升7.5%，主要来自草地转化。这种绿化趋势为后续气候效应研究提供了真实下垫面参数。

【3.3 温度与降水响应】
数值实验揭示植被绿化通过增强蒸散发（ET）产生局地冷却效应，使日均温（T2_avg）降低0.110°C，但盆地边缘因反照率降低出现0.024°C增温。灌溉则通过提升土壤湿度（+0.010 m³/m³）和潜热通量（+1.640 mm），产生更均匀的降温效果（T2_avg降低0.085°C）。两者协同作用使盆地中部出现净冷却（-0.195°C），而北部和西南部边缘则观测到增温。

【4.2 热应激效应】
研究首次量化了人类活动对热应激指标的影响：灌溉使西南部极端Humidex值显著降低0.029°C，但西部平原因湿度增加导致极端湿球温度（Tw）上升0.025°C，揭示了降温与湿度胁迫的权衡关系。

这项研究的重要意义在于阐明了封闭地形区人类活动的气候反馈机制：植被绿化与灌溉通过改变地表能量分配（净辐射增加0.790 W/m²）和水循环过程（RH提升0.912%），重塑了区域气候格局。研究结果为协调生态工程与农业用水政策提供了量化依据，特别是提醒决策者注意盆地边缘潜在的"绿化致暖"风险。该成果对全球类似地形区的气候适应性管理具有示范价值，未来需结合更高分辨率模拟进一步解析局地反馈机制。