近日，我校大气科学学院博士后昝蓓蕾与合作导师魏江峰教授围绕全球植树造林对陆地可用水量的时空影响开展探究，相关成果近日发表于《Nature Water》杂志。
森林覆盖变化通过改变地表属性（如反照率和叶面积等）影响陆-气之间的能量和水分交换，进而影响降水和陆地水循环。一方面，植树造林会增大地表蒸散发（E），加剧对陆地水资源的消耗；另一方面，蒸发的水汽会通过水分再循环的途径在局地和下风向地区形成降水（P），从而补偿蒸散发对陆地水资源的消耗。
研究基于卫星遥感资料和水汽示踪数据，分析了陆地可用水量（P-E）及全球植树造林对P-E的影响。季节分析表明，植树造林导致全球66%的地区湿季的P-E增大，54%的地区干季的P-E减小，从而导致64%的地区P-E的季节性增强，即湿季更湿或/且干季更干。空间分析表明，植树造林对蒸散发的影响在较干的地区较大，这是因为相较于草地或农田，森林的根系较深，可以汲取深层土壤水维持较大的蒸散发。但是，植树造林对降水的影响在较干的地区反而较小，这是因为较干地区的大气层结使得蒸发的水汽不易形成降水，水汽只能流向下风向较湿的地区形成降水。因此，植树造林导致较干地区的P-E减小，而较湿地区的P-E增大，即湿区更湿而干区更干。
进一步在国家尺度的分析表明，植树造林蒸发的水汽会在大气环流的作用下在各个国家之间形成跨境传输，导致不同国家的降水反馈和P-E变化的差异，加重各国人均水资源的不平等性。
该研究进一步证实了考虑降水反馈对于研究植树造林生态水文效应的必要性，同时强调在评估植树造林对陆地可用水量的影响时，必须考虑可用水量自身的时空差异。此外，由于植树造林对不同国家水资源影响的差异，该研究也呼吁各国加强合作，提高水资源管理的能力，应对大规模植树造林对水资源带来的潜在影响。最后，鉴于植树造林是实现“碳中和”目标和缓解全球变暖的重要途径，在未来实施大规模植树造林的过程中，必须充分考虑其生态水文效应，以避免对水资源造成负面影响。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-024-00296-5
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不同国家（a）植树造林对P-E的影响及（b）人均P-E