2024225日,888集团电子游戏青年教师程颖在《The Innovation》上发表题为“The crucial role of soil moisture in the evolution of forest cover in Asia since the Last Glacial Maximum”(末次冰盛期以来亚洲森林覆盖演化受制于土壤水分)的文章。888集团电子游戏程颖副教授为第一作者,北京大学城市与环境学院刘鸿雁教授为通讯作者。该成果得到科技部重点研发计划2022YFF0801803、国家自然科学基金重点项目42230503)等的资助。

1 北半球森林覆盖与土壤水分之间的关系。A. 末次冰盛期以来气候、土壤水及北半球不同地区森林覆盖的变化;B. 北半球现代森林覆盖分布和孢粉重建过去森林覆盖地点;C. 北半球不同地区森林覆盖与土壤水、年降水量、年均温之间的关系

森林覆盖率在维持生态系统的稳定性、调节气候变化等方面发挥着重要作用。模式模拟的北半球热带以外地区冰消期森林扩张要早于基于孢粉重建的森林扩张约4000年,这一现象被称为“冰消期森林覆盖之谜”。欧洲和北美森林覆盖率的孢粉重建和模式结果具有同步性并同时达峰(图1A),而亚洲孢粉重建的森林覆盖率峰值比模式模拟的峰值滞后约4000年(图1A),该时滞的成因是植被演变研究领域亟待解决的难题之一。

为了深入认识冰消期森林覆盖谜题,本研究提出了一个新的假设,即土壤水分在限制森林覆盖演化中起着关键作用。基于空间代替时间的思路,本研究利用现代卫星观测数据,探讨了森林覆盖率与气温、降水以及土壤水分的关系,发现亚洲地区的森林覆盖率对土壤水分的依赖性(相关性)高于气温与降水,但在欧洲和北美地区森林覆盖率与土壤水分的相关性较弱(图1BC)。进一步分析表明,在亚洲大范围的半湿润和半干旱区,森林覆盖对土壤水的敏感性要高于湿润区。末次冰盛期以来孢粉重建结果表明,亚洲森林覆盖的演变与土壤水分的演变具有很强的正相关性,突显了土壤水分的重要性(图1AC),而这在已有研究中常被忽略。本研究强调了土壤水分在解译森林演化中具有重要作用,这为深入理解“冰消期森林覆盖之谜”提供了一种全新的思路。本研究的结果也说明,为了更好地预测未来亚洲地区森林覆盖的变化以及精准确定人工造林潜力,需要充分考虑土壤水分动态。

The Innovation》(IF=33.1,科睿唯安2024/4/3),期刊已成为影响因子排名仅次于《Nature》和《Science》的综合性期刊。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100594