近日，北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部遙感科學(xué)國家重點實驗室教授趙祥帶領(lǐng)環(huán)境遙感團隊，在植被調(diào)控城市生態(tài)系統(tǒng)能量平衡研究方面取得重要進(jìn)展。團隊利用長時間序列Landsat衛(wèi)星獲取的城市樹木覆蓋度和地表溫度數(shù)據(jù)揭示了城市樹木降溫效率的全球時空格局及其驅(qū)動因子，并首次評估了2000到2015年樹木對城市地表溫度影響的全球變化。該研究成果發(fā)表在生態(tài)領(lǐng)域國際頂級期刊Global Change Biology上，為城市管理者對不同氣候區(qū)下現(xiàn)有綠地的管理和未來植樹造林、綠地建設(shè)規(guī)劃等提供了新的認(rèn)識和參考。

　　樹木降溫效率（Tree Cooling Efficiency，TCE），即單位樹木覆蓋度地表溫度的下降，是評估樹木緩解城市熱壓力的重要方面。盡管目前已有不少研究報道了城市樹木降溫效率，但這些從單點城市得到的結(jié)果尚不足以歸納其全球格局，而且缺乏對降溫效率動態(tài)變化的直接觀測證據(jù)。本研究在全球806個大城市中發(fā)現(xiàn)， 在10%樹木覆蓋度、25 ℃氣溫條件下，較高的樹木降溫效率出現(xiàn)在近北美西海岸、北美東北部、中西歐和日本地區(qū)。較低的降溫效率出現(xiàn)在中美洲、地中海沿岸、中國北方以及幾乎全部南半球地區(qū)。進(jìn)一步的機器學(xué)習(xí)建模結(jié)果顯示，降溫效率的全球異質(zhì)性主要受到葉面積指數(shù)等植被生理特性，VPD、短波輻射等氣候變量，以及城市反照率等人為管理相關(guān)變量等多種因子的驅(qū)動。

　　在2000-2015年期間，全球超過90%的城市表現(xiàn)出樹木降溫效率的上升趨勢（全球平均從0.2 ℃/%上升至0.29 ℃/%）。與此同時，不少城市還表現(xiàn)出樹木覆蓋度的顯著上升（全球平均增長為5.3 ± 3.8%）。根據(jù)本研究的估算，這些樹木覆蓋度和降溫效率的上升共同使樹木在生長季平均氣溫的條件下降低的日間城市地表溫度提高了1.5 ± 1.3 ℃。

　　研究最后分析了樹木降溫效率近年來發(fā)生變化的原因及可能的內(nèi)在機制。基于遙感觀測數(shù)據(jù)和UT&C城市生態(tài)水文模型模擬的結(jié)果，降溫效率增加的部分原因是近年來葉面積指數(shù)的普遍增加以及部分地區(qū)氣溶膠含量下降導(dǎo)致了太陽短波輻的射增強，而更有可能的原因則是城市相對濕度下降導(dǎo)致葉片與空氣之間的水汽壓差增加以及城市化帶來的城市反照率下降。

　　研究給出的時空分析結(jié)果有助于城市管理者更好地理解樹木降溫效率的重要作用，并為希望通過植樹造林來應(yīng)對城市化和氣候變化影響的研究人員提供一定的科學(xué)依據(jù)。

 

詳見：Zhao, J., Zhao, X., Wu, D., Meili, N., & Fatichi, S. (2023). Satellite-based evidence highlights a considerable increase of urban tree cooling benefits from 2000 to 2015. Global Change Biology, 29, 3085–3097. https://doi.org/10.1111/gcb.16667.