近日，南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中课题组系统论述了目前地球系统模式模拟植被变化气候反馈中存在的问题，阐释了改进模式蒸散发分配、将地下水连通性纳入模式等工作的重要性，并提出了解决这一问题的关键途径。相关内容以“Urgent need to improve modelled sensitivity of evaporation to vegetation change”为题，在国际学术期刊Nature Water在线发表。

地球系统模式对“植被—气候反馈”的模拟与预测往往依赖于模式中蒸散发对植被变化响应的准确性，不合理的模式敏感性可能产生误导性结论。然而作者对参与CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6）理想化森林砍伐实验模式（deforest-glob）模拟结果的分析表明，目前各模式在模拟蒸散发对植被变化响应的方向和幅度上缺乏共识，植被变化的气候反馈存在巨大不确定性。

图1 deforest-glob试验中理想化森林砍伐对气候影响的差异

蒸散发分配，即蒸腾在蒸散发中所占的比例，极大地调节着“植被—气候反馈”的方向和幅度。然而，地球系统模型模拟的蒸散发分配严重低于观测值，与模式中土壤蒸发对植被变化敏感性的高估、叶片到冠层尺度参数化的不确定性等因素的共同作用下，导致模型对植被变化引起的陆—气间水分和能量响应的敏感性不足。这些因素进一步影响合理模拟植被变化对气候系统的反馈，从而影响我们对气候变化问题的科学认知。

图2 地球系统模式中蒸散发分配问题示意图

当前地球系统模式对地下水连通性存在表征不足，这成为蒸散发分配低估的重要原因。土壤水蒸发与浅层土壤水存在相互作用，而植被蒸腾则依赖从深层根区提取水。然而，目前地球系统模式所采用的土壤深度较浅，地下水过程往往被简化或忽略，导致土壤水和植被蒸腾的水供应不足，从而对整个地球系统模式模拟的精度和可靠性造成影响。

最后，作者对改进模式蒸散发分配的途径进行了深入探讨，包括增加陆地蒸散发的监测、优化蒸散发遥感反演算法、开展基于观测的蒸散发对植被变化敏感性分析、改进地球系统模式中蒸散发参数以及提升模式对地下水过程的表征等，这些举措能改善蒸散发分配问题，有助于减少模式对水循环和能量平衡模拟的不确定性。

南方科技大学为论文第一通讯单位，南方科技大学环境科学与工程学院研究助理教授王大山为论文第一作者，副教授曾振中为论文通讯作者。该研究成果得到国家自然科学基金和南方科技大学启动资金的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-024-00203-y

供稿：环境科学与工程学院

通讯员：周亦潆

主图：丘妍

编辑：任奕霏