物候波动引起北方森林季节性不对称增温

《Nature Communications》：Phenological fluctuations induce seasonal asymmetric warming in boreal forests

　　

摘要

北方森林中物候变化会影响陆地-大气能量交换，但年均值会掩盖这种反馈在强度和通量路径上显著的季节性差异。本文表明，由气候驱动的物候不稳定会产生一种系统性的增温不对称性：叶面积减少所引起的地表升温效应大于等量增加所引起的降温效应。在生长季期间，随着蒸散发接近其生理极限，额外植被带来的降温收益递减，潜热通量受到限制。在休眠季期间，林冠与积雪之间的反照率差异使短波辐射占主导地位；由于这种辐射扰动转换为地表温度的过程高度非线性，叶面积减少仍然会产生净升温效应，其强度超过等量增加所带来的降温效应。按单位叶面积变化计算，春季和秋季的中位不对称指数表明，增温效应比降温效应强约2.0至2.3倍；冬季则强约一个数量级，这是因为绿量增加侧的敏感性极低导致比值膨胀；夏季两者的响应均接近探测下限，不对称性在方向上不够稳健。因此，物候不稳定在北方生态系统中充当了一种具有季节性结构的正向生物物理反馈。