東北地理所在揭示濕地冷卻效應受區域氣候梯度的調控研究方面取得進展
濕地作為水陸交錯帶的過渡型生態系統，不僅兼具碳匯功能與水文調節作用，更對局地氣候具有顯著的調控效能。其典型的淹水環境賦予了濕地獨特的“冷濕小氣候特征，這一冷卻效應已成為濕地生態服務的重要組成部分。然而，現有濕地冷卻效應研究多局限于單一區域，對于氣候梯度如何調控濕地冷卻效應的強度、范圍及穩定性，尚未形成系統認知。本研究立足區域氣候異質性，系統解析濕潤、半濕潤、半干旱等不同氣候區濕地冷卻效應的差異化特征與驅動機制，以期為區域生態規劃與氣候適應策略的科學制定提供重要支撐。
研究基于長期的地表溫度遙感觀測序列，采用“以空間替代時間”的方法，結合蒸散發、反照率等關鍵指標，系統解析了濕潤、半濕潤、半干旱等不同氣候區濕地冷卻效應的特征與驅動機制。研究發現（圖1）：濕地的冷卻效應呈現顯著的晝夜不對稱性：生長季期間，自然濕地白天降溫效應顯著（?1.20 ± 0.77 K），夜間僅輕微增溫（0.05 ± 0.63 K）；雖然人工濕地白天同樣具備降溫作用，但夜間增溫幅度更大（0.64 ± 0.41 K），大幅削弱了晝夜的凈降溫效果。從驅動機制來看，兩類濕地在白天均因較低的反照率增強了太陽輻射吸收，且生長季早期的蒸散發是熱量向大氣傳輸的主要動力：其中自然濕地蒸散發率（0.13 ± 0.30 mm/d）顯著高于人工濕地（0.02 ± 0.22 mm/d），而夜間水體的釋熱則在一定程度上抵消了白天的降溫效應。
圖1. 濕地變化對白天地表溫度與夜間地表溫度（ΔLSTD 和 ΔLSTN）及其晝夜溫差（DTR）的影響。a–c：自然濕地在不同氣候區對白天、夜間溫度及晝夜溫差的影響；d–f：在相同氣候背景下人工濕地的對應影響。ALL、H、SH 和 SA 分別代表全區、濕潤、半濕潤和半干旱區。點的顏色表示增暖或降溫效應：紅色為增暖，藍色為降溫；點的大小也對應 H、SH 和 SA 區域，依次增大。
更值得關注的是，氣候梯度對濕地冷卻效應的調控作用顯著（圖2）。自然濕地憑借穩定的非輻射過程，展現出穩定的降溫特性：濕潤地區夜間呈現降溫效應，干旱地區夜間則輕微增溫，恰好抵消了不同濕度梯度下白天的降溫差異，最終在各類氣候條件下均能維持穩定的降溫效果。相比之下，人工濕地的降溫能力表現出強烈的濕度依賴性，其蒸散發在生長季初期與后期形成“雙峰”特征，僅在半干旱區能實現顯著降溫（?0.82 ± 0.34 K）；而在濕潤地區，夜間釋熱超過了白天降溫，反而導致輕微凈增溫（0.02 ± 0.25 K）。
圖2. 濕地變化對生長季地表過程的影響（反照率、蒸散發）。a–c：不同氣候區下，自然濕地蒸散發（a）與反照率（b）變化的空間格局；c 給出相應統計結果。d–f：人工濕地變化對蒸散發與反照率的影響，氣候類別與自然濕地相同。
該項研究也給我們帶來了重要的管理啟示：自然濕地的地表降溫功能具有不可替代性，其持續穩定的高蒸散發是支撐區域氣候韌性的關鍵自然因素。盡管人工濕地可實現局部降溫，但受淹水條件與蒸散發波動的雙重制約，難以復制自然濕地的長期氣候效益。這意味著，僅依賴人工濕地替代自然濕地的降溫功能，無法從根本上緩解區域熱脅迫問題，凸顯了保護現有自然濕地、優化土地利用結構對于應對全球變暖的核心價值。
研究成果于近期以“Satellite observation reveals wetland-induced local cooling moderated by regional climate gradients”為題發表在Science of Remote Sensing上，由生態系統監測與模擬學科組碩士研究生高曉紅（第一作者）、特別研究助理閆卓冉以及于靈雪副研究員（通訊作者）等共同完成。該研究得到了國家自然科學基金面上項目（42071025）、中國科學院戰略性先導專項（XDA28080503）、中國科學院青年創新促進會（2023240）、吉林省長白英才（202441137）項目的資助。
論文信息如下：
Xiaohong Gao,Zhuoran Yan,Lun Bao,Luan Li,Li Gao,Lingxue Yu. Satellite observation reveals wetland-induced local cooling moderated by regional climate gradients. Science of Remote Sensing,2025. https://doi.org/10.1016/j.srs.2025.100292
Liu,T.,Yu,L.,Yan,Z.,Li,X.,Bu,K.,& Yang,J. (2025). Enhanced climate mitigation feedbacks by wetland vegetation in semi-arid compared to humid regions. Geophysical Research Letters,52,e2025GL115242. https://doi.org/10.1029/2025GL115242.
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