南京大学科研团队在研究全球植被生长对城市环境响应方面取得重要进展
作者： 发布日期：2022-07-20 浏览：
人类社会已进入城市化时代。城市化进程大幅度地改变着陆地景观生态，一方面由自然地表转变为不透水层导致植被量减少，另一方面城市区域较周边自然区环境的差异及城市管理对城市内植被生长产生着复杂的影响。前者因城市化所导致的直接影响往往可由土地利用转换度量，而后者则鲜有全球尺度的研究。在全球尺度上定量城市环境对植被生长的影响及其驱动机制，将有助于更好地理解植被对全球环境变化的响应。然而，受限于有限的地面控制实验、且缺乏对城市环境中气候与人类活动等数据的有效整合，人们对于城市化如何间接影响植被生长的认识仍然不够充分。
南京大学地理与海洋科学学院杨琳教授和周成虎院士研究团队，及博士生张磊等，在国家自然科学基金、南京大学高层次人才队伍建设经费等项目的支持下，基于近二十年（2001-2018）的海量卫星遥感观测大数据，针对全球672个大型城市，在定量城市化对植被生长所造成的直接和间接影响方面取得进展。
研究表明，在全球城市化背景下，城市植被量虽然受人类城市化开发的直接影响而不断减少，但城市内部植被生长（遥感观测的植被"绿度"）却在增强，即城市环境对植被生长存在着广泛的正向间接效应（全球尺度上的平均增强幅度约26%），且该正向效应在时间上具有上升趋势（图1, 2）。这种间接的植被生长增强可在一定程度上抵消城市地区由于土地利用转变而导致的植被直接损失。
图1. 城市化对全球植被生长间接影响的时空格局. A, B: 间接影响在各城市中的多年平均大小及其沿纬度的变化；C, D: 间接影响的多年变化趋势及其沿纬度的变化;E, F: 间接影响随城市所在的气候背景条件的变化
通过结合气候和人为等多个因子的逐城市分析，研究认为城市环境对植被生长的间接增强作用同时受气候背景与人为因素的影响。总体上，寒冷和干旱气候背景下的城市对植被生长有更明显的正向促进作用（图2）。人为因素（如城市化强度和人口密度）对间接影响的解释能力总体高于气候因素，但在不同气候带中主控因子存在差异（图3）。
图3. 城市化对植被的间接影响的大小（上）和趋势（下）与气候和人为因素的关系
研究还发现，城市化对植被生长的影响作用还因城市发展阶段而不同。发展中国家城市植被管理主要集中在高度城市化的核心区，而发达国家城市则因其大多处于相对成熟的城市化阶段，对植被生成的影响在核心城区和外围郊区间差异较小。
面对当今气候变化和人口增长对城市环境所带来的重大挑战，该研究团队深入探究了人类活动主导的城市环境变化所引起的植被生长增强作用及其影响机制，丰富了现有研究对于环境变化如何在全球和局部尺度上影响植被生长的理解，并通过城市环境这一"天然实验室"给未来气候变化背景下植物所可能产生的适应性变化提供诸多启示，对建设韧性城市、应对未来气候变化提供参考与支撑。研究成果以"Direct and indirect impacts of urbanization on vegetation growth across the world’s cities"为题，于2022年7月8日在线发表在Science子刊《Science Advances》（科学进展）上。论文第一作者为南京大学地理学院博士生张磊，通讯作者为杨琳教授和周成虎院士。
文章信息：
Zhang, L., Yang, L.*, Zohner, C.M., Crowther, T.W., Li, M., Shen, F.X., Guo, M., Qin, J., Yao, L., Zhou, C. H.* Direct and indirect impacts of urbanization on vegetation growth across the world’s cities. Science Advances, (2022) DOI: 10.1126/sciadv.abo0095
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