植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響

劉永強(qiáng)

Center for Forest Disturbance Science, USDA Forest Service, 320 Green St., Athens, Georgia 30602, USA

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植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響

劉永強(qiáng)

Center for Forest Disturbance Science, USDA Forest Service, 320 Green St., Athens, Georgia 30602, USA

摘 要?dú)v史干旱事件的觀測(cè)和數(shù)值研究表明，植被可通過地—?dú)馑?、能量和其他通量交換影響和反饋干旱。本研究旨在了解氣候變化情形下植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響和機(jī)制。應(yīng)用美國(guó)大陸七個(gè)動(dòng)力氣候降尺度區(qū)域氣候變化情景，計(jì)算和分析了現(xiàn)在和未來的干旱指數(shù)、空間分布和季節(jié)變化。通過比較同一氣候區(qū)兩種植被類型區(qū)域干旱強(qiáng)度和頻率理解植被的影響。集成分析結(jié)果表明，未來美國(guó)干旱很可能增加，其中大平原中部所有季節(jié)都很顯著，而東南和西南地區(qū)夏秋更為顯著。植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響和氣候區(qū)有關(guān)。在溫暖和潮濕/干燥氣候區(qū)，林地（草地）未來干旱強(qiáng)度和頻率的增幅大于對(duì)應(yīng)的農(nóng)田（荒漠）區(qū)域，因此植被可以放大未來干旱的風(fēng)險(xiǎn)。相反，在寒冷和潮濕氣候區(qū)，林地（草地）區(qū)域未來干旱強(qiáng)度和頻率增幅較小，表明植被放大未來干旱的作用可能只在某些氣候情形下出現(xiàn)。這種植被對(duì)未來干旱影響的復(fù)雜性和對(duì)氣候區(qū)的依賴性對(duì)氣候模式提供可靠的干旱模擬和預(yù)測(cè)及森林管理部門制定適應(yīng)和減緩氣候變化的策略提出了新的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞植被 干旱 氣候變化 干旱指數(shù) 美國(guó)氣候區(qū)

資助項(xiàng)目 美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)、農(nóng)業(yè)部和能源部聯(lián)合項(xiàng)目：地球系統(tǒng)模式預(yù)報(bào)年代際區(qū)域氣候NIFA-2013-35100-20516

Funded by US NSF, USDA and DOE Joint Program on Decadal and Regional Climate Prediction using Earth System Models (EaSM) NIFA-2013-35100-20516

Impacts of Vegetation on Drought Trends

LIU Yongqiang

Center for Forest Disturbance Science, USDA Forest Service, 320 Green St., Athens, Georgia 30602, USA

Abstract Vegetation conditions interact with and feed back to atmospheric anomalies such as droughts through water, energy and other exchanges on the land surface. Various mechanisms have been proposed to understand the related physical processes based on observational and numerical analyses of historical droughts. This study aims to understand the complex impacts and mechanisms of vegetation on future droughts under changing climate. Future trends in droughts were projected by comparing a drought index for present and future periods using seven dynamically downscaled regional climate change scenarios for the continental United States. The impacts of vegetation were examined by comparing changes in drought intensity and frequency between two types of land cover in each of six climate regimes. The ensemble results indicate that future droughts would increase in both intensity and frequency, mainly in the central Great Plains during all seasons, and in the Southeast and Southwest U.S. during warm seasons. The roles of vegetation depend on climate regime. Future droughts would increase more significantly on forest lands (grasslands) than the corresponding farmlands (drylands) in warm and moist/dry climate regimes. Vegetation, therefore, can amplify future droughts. In contrast, they would be less significant in cold and moist regimes, suggesting that the capacity of vegetation in amplifying future droughts would exist only in certain climate circumstances. The complex impacts and regional dependence raise new challenges for climate models to provide reliable drought simulation and projection, and for forest management todevelop adaptation and mitigation strategies for climate change.

Keywords Vegetation, Drought, Climate change, Drought index, U.S. climate regime

前言

恩師葉篤正先生于2013年10月溘然長(zhǎng)逝，離開了為之奮斗了七十余載的科學(xué)事業(yè)。作者于上世紀(jì)80年代后期師從葉先生進(jìn)行博士生的學(xué)習(xí)和研究，有幸親耳聆聽了葉先生正直做人和嚴(yán)謹(jǐn)做學(xué)問的教誨、親身感受了對(duì)科學(xué)的摯愛和追求、親眼目睹了對(duì)全球變化研究?jī)A注的巨大心血和作出的卓越貢獻(xiàn)。

作者感受最深、受益最大的是葉先生的視野、敏銳性和開拓精神。上世紀(jì)70年代，科學(xué)家在探索與人類活動(dòng)息息相關(guān)的重大氣象和環(huán)境問題（如北非70年代初開始的持續(xù)干旱，南美森林砍伐的氣候效應(yīng)，我國(guó)北方干旱和沙漠化，全球溫室氣體效應(yīng)等）時(shí)發(fā)現(xiàn)，僅僅研究大氣過程已無(wú)法全面、深入地理解其物理機(jī)制和成因。由此提出了“氣候系統(tǒng)”的概念，研究大氣與地球表明其他組成部分之間的相互作用和反饋。葉先生的求學(xué)和早期主要研究領(lǐng)域是大氣動(dòng)力學(xué)，但開闊的視野、對(duì)科學(xué)問題的敏銳性和開拓新的研究領(lǐng)域的勇氣，使他成為探索氣候系統(tǒng)的先驅(qū)者。葉先生與GFDL科學(xué)家合作，很快在地—?dú)庀嗷プ饔妙I(lǐng)域做出了開創(chuàng)性工作（Yeh et al., 1984）。此后，葉先生繼續(xù)傾其精力和智慧致力于中國(guó)的全球變化研究。

作者跟從葉先生進(jìn)行地—?dú)庀嗷プ饔玫难芯?，博士論文?duì)地—?dú)庀到y(tǒng)異常的時(shí)間尺度進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬，并探討了陸地過程在減緩溫室氣體效應(yīng)中可能的作用。此后二十多年一直繼續(xù)這一領(lǐng)域的研究。本文探討植被對(duì)未來干旱趨勢(shì)的影響，以此紀(jì)念葉先生百年華誕和輝煌人生。

1 引言

干旱是一段時(shí)間（季節(jié)或更長(zhǎng)）降水明顯低于平均水平，由此導(dǎo)致水資源短缺，并影響植被生長(zhǎng)和人們?nèi)粘Ｉ畹默F(xiàn)象（NWS，2006）。干旱可分為氣象、水文和農(nóng)業(yè)干旱。降水偏少是氣象干旱的標(biāo)志，而土壤水分不足是水文和農(nóng)業(yè)干旱的基本特征之一。干旱對(duì)不同時(shí)空尺度、不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程有著極為不利的影響（例如，Wu and Chen，2013；Vicente-Serrano et al.，2013）。植物主要通過蒸騰過程獲得土壤中的養(yǎng)分；土壤缺水導(dǎo)致植物根系受損，吸水能力下降，同時(shí)氣孔阻力增加，因而蒸騰減少。這意味著光合作用減弱，植物生長(zhǎng)減慢或停止。Zhang et al.（2014）發(fā)現(xiàn)，從1986到2006年，氣候變化導(dǎo)致北京干旱增加，樹木死亡率明顯增加。

植被是氣候系統(tǒng)的組成部分之一。它可以通過其物理和生理過程影響地表能量、水分、動(dòng)量和生物化學(xué)物質(zhì)的交換，由此影響大氣狀況（Bonan, 2008）。與裸地相比，植被覆蓋的地表面反射率較小，因而凈太陽(yáng)輻射較大，更多的能量可用于顯熱和潛熱。植被對(duì)全球輻射能量的影響與溫室氣體對(duì)氣候變化的影響同等重要(Betts，2000)。植被覆蓋的地表面粗糙度較大，湍流更強(qiáng)，空氣和水汽混合動(dòng)力阻力較小（Liu et al., 2007），因而蒸騰較大，向大氣輸送的水汽可導(dǎo)致區(qū)域性大氣濕度的增加，改變當(dāng)?shù)亟邓退倪^程（Ellison et al., 2012）。植被覆蓋度高的地表面葉面積較大，根系更深。發(fā)達(dá)的根系能增加植被適應(yīng)干旱，穩(wěn)定水分脅迫條件下水分儲(chǔ)存的能力。這種功能是生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)氣候變化的重要機(jī)制（Jones et al., 2012）。大量觀測(cè)和模擬研究揭示了植被通過地—?dú)饨粨Q過程對(duì)氣候和水文過程的重要影響（符淙斌和袁慧玲，2001；Zheng et al., 2002；Liu et al., 2006；高學(xué)杰等，2007；Liu et al., 2008; 曾紅玲等，2010；Chen et al., 2012; Ma et al., 2013）。

干旱—植被相互作用研究的一個(gè)新的重要議題是溫室效應(yīng)導(dǎo)致的氣候變化對(duì)干旱和植被的影響。氣候模型預(yù)測(cè)結(jié)果表明，溫室效應(yīng)將導(dǎo)致本世紀(jì)氣候發(fā)生顯著的變化（IPCC，2013）。例如，北美洲西部可能更為干燥（Cook et al.，2014），干旱發(fā)展可能更快更強(qiáng)（Trenberth et al.，2014）。中國(guó)21世紀(jì)與降水有關(guān)的事件更趨于極端化，極端降水強(qiáng)度可能增強(qiáng)（Jiang et al., 2011），干旱可能加重（Wang and Chen, 2014）。未來極端氣候的發(fā)生將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生巨大的影響（吳紹洪等，2007）。開放灌叢和荒漠草原是受影響最為嚴(yán)重的類型，落葉闊葉林、有林草地和常綠針葉林也會(huì)受到影響。干旱和熱浪已導(dǎo)致世界各地森林枯死，預(yù)計(jì)這種情況會(huì)隨著氣候變化而增加（Anderegg et al.，2014）。

氣候變化也會(huì)改變干旱—植被相互作用的另一個(gè)過程，也就是植被對(duì)氣候的影響 (Falloon et al.，2012)。盡管預(yù)測(cè)未來全球干旱趨勢(shì)的不確定性很大，一些研究表明一些特定區(qū)域的預(yù)測(cè)有較大的一致性。未來植被稀少的干燥地區(qū)的干旱會(huì)比其他地區(qū)增加的可能性更大。Seager et al.（2007）預(yù)測(cè)，北美干燥的西南部會(huì)強(qiáng)烈干旱化，而且這種變干趨勢(shì)正在發(fā)生，今后幾十年美國(guó)西南部將再現(xiàn)沙塵暴肆虐的情形。相對(duì)于干旱對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，我們對(duì)植被在未來干旱變化中的作用的認(rèn)識(shí)非常有限，這限制了預(yù)測(cè)氣候變化情形下干旱趨勢(shì)的能力。

干旱是一種極端天氣氣候事件。與其他一些極端事件一樣，當(dāng)前和氣候變化情形下未來干旱的預(yù)測(cè)都具有極大的挑戰(zhàn)性。多種因素（主要是海洋表面和大氣的異常）會(huì)導(dǎo)致干旱的形成和發(fā)展，而包括植被在內(nèi)的陸面狀況也是一個(gè)影響干旱強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，以及空間和季節(jié)性變化的因素。因此，了解植物的作用將有助于減少預(yù)測(cè)未來干旱趨勢(shì)的不確定性。此外，減緩氣候變化的可能影響是科學(xué)研究、管理和決策部門共同關(guān)心的問題和職責(zé)。森林具有通過光合作用減少大氣中的碳的能力，從而減緩氣候變化影響。此外，全球增暖會(huì)增加植被蒸騰消耗的熱量，這會(huì)一定程度上抵消全球增暖（Liu, 2010）。因此，研究氣候變化情形下植被對(duì)干旱的影響，對(duì)于發(fā)展減緩氣候變化影響的策略有著重要的意義。

觀測(cè)、動(dòng)力和數(shù)值分析揭示了植被對(duì)干旱的復(fù)雜影響。多數(shù)研究表明植被—干旱之間的負(fù)反饋機(jī)制，即植被增加（減少），干旱減弱（加強(qiáng)）。丁一匯等（2005）發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古地區(qū)植被覆蓋減少會(huì)導(dǎo)致中國(guó)北方大部分地區(qū)降水減少，加劇了華北、西北地區(qū)的干旱。長(zhǎng)時(shí)間干旱將導(dǎo)致植被狀況變化，由此形成的植被—降水反饋是干旱增強(qiáng)和持續(xù)的原因之一。Charney (1975)， Charney et al. (1977) 認(rèn)為，過度放牧和砍伐森林增加地表反照率，減少地表吸收的太陽(yáng)幅射和感熱，這將減少對(duì)流降水，植被覆蓋也因而進(jìn)一步減少。這一反饋機(jī)制被用來解釋上世紀(jì)70年代初到80年代中期北非薩赫勒地區(qū)的持續(xù)干旱。植被—降水相互作用的研究多偏重氣象干旱。由于與植物根系的直接聯(lián)系，作為水文和農(nóng)業(yè)干旱特征之一的土壤水分不足常常是干旱影響生態(tài)系統(tǒng)研究的一個(gè)核心。Zeng et al.（1999）認(rèn)為，植被覆蓋減少導(dǎo)致較小蒸騰和土壤水分向大氣的傳輸。這將減少降水，植被覆蓋也相應(yīng)變得更小。由此提出了一種植被影響土壤濕度、蒸騰蒸散、和降水的反饋機(jī)制。

然而，最近的一些研究表明，植被也可能加強(qiáng)干旱。Teuling et al.（2013）分析了兩次歐洲干旱事件的觀測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)干旱期間減少的云量導(dǎo)致陸地表面吸收更多的太陽(yáng)輻射，因此溫度較高。這會(huì)增加氣候濕潤(rùn)、植被覆蓋較大地區(qū)的蒸騰，增強(qiáng)土壤水分不足的程度。土壤貯水量也因此變得更小，生態(tài)干旱變得更加嚴(yán)重。Meng et al.（2014）模擬了澳大利亞東南部2002年的干旱，發(fā)現(xiàn)土壤水分、植被與降水變化之間存在緩慢的反饋過程。土壤水分由于干旱而變小，由此引起的蒸發(fā)減少不利于對(duì)流和降水，短期內(nèi)導(dǎo)致土壤濕度進(jìn)一步減少。但如果土壤水分持續(xù)不足，植被將減少，蒸發(fā)量會(huì)減少，從而減少土壤水分下降的速度，減緩干旱。

上述研究表明，植被可能減少干旱，也可能加強(qiáng)干旱。那么，這種不確定性對(duì)未來氣候變化情形下干旱趨勢(shì)有什么影響？本文通過分析美國(guó)干旱強(qiáng)度和頻率的變化趨勢(shì)與植被的關(guān)系對(duì)這一問題進(jìn)行探索。具體研究?jī)?nèi)容包括預(yù)測(cè)未來干旱趨勢(shì)及其地理分布和季節(jié)變化，比較高、低植被覆蓋度區(qū)域未來干旱強(qiáng)度和頻率，分析植被影響的機(jī)制和出現(xiàn)的氣候條件，及探討對(duì)適應(yīng)和減緩氣候變化的意義。

2 方法

2.1 干旱指數(shù)

本文采用Keetch-Byram干旱指數(shù)（KBDI）（Keetch and Byram, 1968）表示干旱強(qiáng)度。KBDI是土壤回到飽和狀態(tài)所需的水分，由簡(jiǎn)化土壤水分平衡方程獲得:

Qt和Qt?1是當(dāng)前和前一天的KBDI，單位為10?2英寸（1英寸等于2.54 cm），ΔQ (=Qt－Qt?1) 是土壤水分短缺（KBDI）在 Δt時(shí)段（這里為日）的變化。Qmax為土壤飽和時(shí)所需水分（假定為8英寸或0.2 m）。KBDI分別隨蒸發(fā)QE和降水Pt增加和減少。蒸發(fā)由三個(gè)因子決定。一是當(dāng)日最高溫度Tt(K)；溫度越高，潛在蒸發(fā)越大。二是多年平均降水Pave，近似表示植被狀況（假設(shè)高降水區(qū)域能支持更多的植被）；植被越多，蒸騰蒸發(fā)也越大。三是前一天缺水程度；程度越小，蒸發(fā)越大。ci(i=0, …, 5) 為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。此外，還假設(shè)溫度低于283 K (10°C)時(shí)KBDI不再變化。如果前一天無(wú)降水，僅當(dāng)日降水量大于0.20英寸（0.5 cm）的部分用于計(jì)算。

KBDI對(duì)氣候變化的響應(yīng)（溫度和降水變化，假設(shè)植被不變）為：

干旱增幅（ΔQt）由下列因子決定：溫度Tt和其變化ΔTt（正比）、降水變化ΔtP（反比）、當(dāng)前平均降水（植被覆蓋度）Pave（正比）、當(dāng)前土壤水分短缺或干旱程度Qt?1（反比）。Pave越大，公式（4）分母中e指數(shù)項(xiàng)越小，Δt前分?jǐn)?shù)項(xiàng)越大，因此ΔQt與Pave成正比。這意味著，在其他氣象條件相同的情況下，植被覆蓋度越大，蒸騰蒸發(fā)能力越強(qiáng)，土壤水分損失越快，干旱發(fā)展越快。

KBDI最大值為800。干旱程度分為四級(jí)：低（KBDI = 0～200）、中度（200～400）、高（400～600）和極端（600～800）。 KBDI的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)根據(jù)美國(guó)東南部觀測(cè)資料獲得。一些研究發(fā)現(xiàn)通常情況下KBDI可用于美國(guó)及世界其他地區(qū) (Xanthopoulos et al.，2006)。Liu et al. (2010a, 2013) 應(yīng)用KBDI研究了氣候變化對(duì)全球和美國(guó)森林干旱和火災(zāi)的影響。

目前有多種干旱指數(shù)可供選擇，每一種指數(shù)側(cè)重一種或多種干旱特征和影響（Heim，2002；Zargar et al.，2011）。其中帕爾默干旱指數(shù)（PDSI）和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）應(yīng)用較廣。PDSI（Palmer，1965）已被用來研究各種尺度上的干旱（Dai, 2011；Zhang et al.，2013）。PDSI和KBDI都是基于水分平衡方程，溫度和降水為主要因子。兩者都依賴于前期的狀況，因而能較好地反映長(zhǎng)時(shí)間缺水的累積效應(yīng)。PDSI更為復(fù)雜全面，主要是使用月值，而KBDI多使用日值。KBDI和PDSI都始于上世紀(jì)六十年代。由于缺乏獲得土壤濕度狀況的手段，它們應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系（如公式2）根據(jù)氣象狀況估算蒸發(fā)。目前氣候模式中包括模擬地—?dú)庀嗷プ饔玫年懙剡^程模式，能直接模擬蒸發(fā)，為評(píng)估干旱提供了新的途徑。盡管如此，許多研究（包括本文）仍采用干旱指數(shù)中的公式計(jì)算蒸發(fā)。原因之一是有些陸地過程模式在模擬極端天氣情形下土壤濕度的變化有一定的不確定性。例如，Liu et al.（2010b）比較了應(yīng)用一個(gè)區(qū)域氣候模式模擬的氣象因子和土壤濕度分別計(jì)算1988年北美大旱期間的KBDI，發(fā)現(xiàn)前者更能反映干旱的強(qiáng)度。

2.2 區(qū)域氣候變化

研究區(qū)域是美國(guó)大陸。氣候變化資料由北美區(qū)域氣候變化評(píng)估項(xiàng)目（NARCCAP）提供（Mearns et al., 2012）。NARCCAP產(chǎn)生高分辨率氣候變化預(yù)測(cè)結(jié)果，用以評(píng)估未來區(qū)域氣候預(yù)測(cè)的不確定性，并為研究氣候變化的影響提供氣候資料。資料為1971～2000年和2041～2070兩個(gè)時(shí)期，多數(shù)氣象要素輸出頻率為三小時(shí)，空間分辯率為50公里。未來氣候預(yù)測(cè)降尺度只包含SRES A2排放情景。

區(qū)域氣候變化情景由動(dòng)力降尺度獲得。大氣環(huán)流模型（GCM）包括全球耦合氣候模式（CGCM3）、地球物理流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室氣候模型（GFDL）、哈德利中心氣候模式（HadCM3）和氣候系統(tǒng)模式（CCSM）。區(qū)域氣候模型（RCM）包括加拿大區(qū)域氣候模式（CRCM）、區(qū)域譜模式（RSM）、高分辨率區(qū)域模型（HRM）、中尺度氣象模式（MM5I）區(qū)域氣候模式3（RCM3）和天氣研究和預(yù)報(bào)模式（WRFG）。NARCCAP總共提供10 個(gè)GCM與RCM組合產(chǎn)生的氣候變化情景，即CGCM3與CRCM、RCM3和WRFG組合，GFDL與HRM3 和RCM3組合，HadCM3與HRM3和MM5I組合，CCSM與CRCM、MM5I和WRFG組合。本研究使用前七種組合。由CCSM產(chǎn)生的三種組合缺每個(gè)時(shí)期最后一年的資料，因此未用于計(jì)算。值得一提的是，NARCCAP所用的GCM和RCM均未模擬氣候變化情形下植被類型、結(jié)構(gòu)、分布等特征的變化。資料可從http://www.narccap.ucar.edu[2015-06-21]獲得。

2.3 分析植被對(duì)干旱的影響

應(yīng)用NARCCAP氣候變化情形分別計(jì)算了美國(guó)大陸現(xiàn)在和未來兩個(gè)時(shí)期逐日KBDI。每個(gè)格點(diǎn)KBDI計(jì)算步驟如下：（i）前五年每一年初值為零，計(jì)算逐日KBDI。（ii）獲得每年最后一天KBDI的平均值。（iii）以此值作為初值，計(jì)算30年逐日KBDI。除了KBDI，還計(jì)算了強(qiáng)干旱（KBDI＞400）和極端干旱（KBDI＞600）日出現(xiàn)的百分率。通過比較每個(gè)氣候區(qū)兩種植被類型（高、低植被覆蓋度）之間KBDI，高干旱及極端干旱風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)頻率的差異，分析植被對(duì)氣候變化情形下干旱趨勢(shì)的影響。

氣候區(qū)根據(jù)Koppen-Geiger氣候分類（Kottek et al.， 2006）劃分。每一氣候區(qū)由主要?dú)夂蝾愋汀⒔邓穸龋┖蜏囟忍卣鳑Q定。美國(guó)大陸主要?dú)夂蝾愋桶ǜ稍?、溫暖、寒冷；降水（濕度）類型包括濕?rùn)、干夏、荒漠、沙漠；溫度類型包括熱夏、暖夏、冷夏、熱干、冷干。美國(guó)大陸主要分為六個(gè)氣候區(qū)（圖1a)：東南（SE）溫暖、濕潤(rùn)、夏季炎熱區(qū)，東北（NE）寒冷、潮濕、夏季溫暖或炎熱區(qū)，西部?jī)?nèi)地（W）干旱和高寒草原區(qū)，西南（SW）干旱草原和沙漠以及夏季干熱或干冷區(qū)，落基山脈（RM）區(qū)（與NE氣候類似），太平洋沿岸（PC）溫暖區(qū)（夏季干燥冬季濕潤(rùn)）。

美國(guó)東南地區(qū)主要土地覆蓋類型為落葉林、針葉林、混交林與濕地，農(nóng)業(yè)分布在密西西比河流域、德克薩斯東部、以及大西洋沿岸的一些地區(qū)。東北地區(qū)主要為落葉林，農(nóng)業(yè)區(qū)主要在中西部地區(qū)。太平洋沿海地區(qū)以針葉林和草為主，而西部山區(qū)和荒漠地區(qū)主要為針葉林、干草和沙漠。

不同區(qū)域氣候模式中的土地類型方案可能有所不同。這里采用RCM3中擴(kuò)充的BATS土地類型方案（在原BATS方案中增加了與城市和城鎮(zhèn)有關(guān)的兩種類型）（Dickinson et al.，1993；Elguindi et al., 2004）。每個(gè)氣候區(qū)選擇兩種土地覆蓋類型代表高、低植被覆蓋度區(qū)域進(jìn)行比較（表1）。東南和東北氣候區(qū)為落葉林和農(nóng)田。這兩個(gè)氣候區(qū)也包含較多的林地/城鎮(zhèn)，由于其許多特征與落葉林相近，特別是難以區(qū)分林地與城鎮(zhèn)面積的比例，所以未選其代表低植被覆蓋度區(qū)域。西部和西南氣候區(qū)為草地和荒漠草原，落基山和太平洋沿岸氣候區(qū)為針葉林和荒漠草原。為敘述方便，以下通稱落葉林和針葉林為林地，簡(jiǎn)稱荒漠草原為荒漠。

表1 主要植被類型的格點(diǎn)數(shù)。括號(hào)中m和l為進(jìn)行比較所選擇高、低植被覆蓋度類型Table 1 Grid point numbers of major land cover types. The letters ‘m’ and ‘l’ in parentheses indicate selected types as more and less vegetated lands for comparison

3 結(jié)果

3.1 氣候特征和變化

冬季最高氣溫（圖1）從美國(guó)東南地區(qū)約290 K降至東北地區(qū)西北部的260 K。落基山地區(qū)為265～270 K，西部地區(qū)為270～275 K，均較同緯度的其他地區(qū)寒冷，而太平洋沿岸地區(qū)為275～285 K，較同緯度其他地區(qū)溫暖。夏天地理分布與冬季類似，但氣溫變得炎熱，東南和西南地區(qū)達(dá)到300～310 K。春季和秋季介于冬夏之間，為280～300 K（落基山區(qū)氣溫較低）。

未來全美國(guó)所有季節(jié)的最高氣溫度都有所增加（圖2）。冬季東北地區(qū)、春季西南地區(qū)增溫達(dá)到2.5 K。夏季全國(guó)大部分地區(qū)增溫3～5 K，東南地區(qū)中部和西部地區(qū)最大。秋季增溫地理分布與夏季類似，但幅度較小，僅在西部地區(qū)東南部達(dá)到2～3 K。

冬季降水（圖3）主要分布在東南地區(qū)和太平洋沿岸地區(qū)北部，降水量約4～6 mm d?1。落基山區(qū)也有較大降水。春季降水區(qū)東南地區(qū)變大，而太平洋沿岸地區(qū)變小。夏季降水主要集中在東北地區(qū)，大西洋沿岸降水量達(dá)4～4.5 mm d?1，但東南地區(qū)降水減少，太平洋沿岸地區(qū)降水區(qū)幾乎消失。秋天降水分布和冬季相似，但降雨量較小。

未來美國(guó)冬天降水量（圖4）普遍增加，東南和東北地區(qū)大西洋沿岸增幅達(dá)到0.4 mm d?1。春季西南地區(qū)、西部地區(qū)南部、和太平洋沿岸降水開始減少，而夏天除東北地區(qū)西北部和西部地區(qū)東北部，全國(guó)范圍內(nèi)降水減少，東南地區(qū)西部和西部地區(qū)東南部減幅達(dá)到0.6 mm d?1。秋天全國(guó)范圍降水又開始增加，但除西部地區(qū)的一些地方，增幅較小。

同一氣候區(qū)不同植被區(qū)域的溫度和降水存在很大差別。在美國(guó)東南、東北、落基山和太平洋沿岸氣候區(qū)，與農(nóng)田（荒漠）相比，林地（草地）通常溫度較低，降水較大（圖5、6）。唯一例外是東北氣候區(qū)冬季，盡管林地（草地）降水較大，溫度卻較高。與上述氣候區(qū)相反，美國(guó)西部和西南氣候區(qū)林地（草地）溫度與對(duì)應(yīng)的農(nóng)田（荒漠）溫度相近或更大。降水量差別取決于季節(jié)。春夏季林地（草地）降水較大。

圖1 當(dāng)前最高氣溫（單位：K）（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。（a）、（b）、（c）和（d）分別為冬、春、夏和秋季。（a）中SE、NE、W、SW、RM 和PC分別為東南、東北、西部、西南、落基山、太平洋沿岸氣候區(qū)，白線為近似區(qū)界Fig. 1 Present maximum temperature (units: K) averaged over seven regional climate change scenarios in (a) winter, (b) spring, (c) summer, and (d) fall. SE, NE, W, SW, RM and PC in (a) represent the southeast, northeast, west, southwest, Rocky Mountains, and Pacific coast climate regimes, respectively. White lines are region boundaries

圖2 未來最高氣溫變化（單位：K）（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。其他同圖1Fig. 2 As in Fig. 1 but for future changes in maximum temperature (units: K)

圖3 當(dāng)前降水量（mm d?1）（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。其他同圖1Fig. 3 As in Fig. 1 but for present precipitation (units: mm d?1)

圖4 未來降水量變化（單位：mm d?1）（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。其他同圖1Fig. 4 As in Fig. 1 but for future changes in seasonal precipitation (units: mm d?1)

圖5 不同植被類型區(qū)域最高氣溫（單位：K）。（a）、（b）、（c）和（d）分別為冬、春、夏和秋季。T和ΔT分別為當(dāng)前最高氣溫和未來變化。SE、NE、W、SW、RM和PC分別為東南、東北、西部、西南、落基山和太平洋沿岸氣候區(qū)。每一氣候區(qū)左側(cè)表示林地（草地），右側(cè)表示對(duì)應(yīng)的農(nóng)田（荒漠）。七個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均，其最小和最大值區(qū)間由垂直線表示Fig. 5 Maximum temperature (units: K) with different land cover types in (a) winter, (b) spring, (c) summer and (d) fall. T and ΔT represent present conditions and future changes, respectively. SE, NE, W, SW, RM and PC represent the southeast, northeast, west, southwest, Rocky Mountains, and Pacific coast climate regimes, respectively. Left and right bars for each region represent forest land (rangeland) and the corresponding farmland (dryland), respectively. Averaged over seven climate change scenarios, with ranges indicated by vertical lines

3.2 干旱特征和趨勢(shì)

冬季太平洋沿岸和西部地區(qū)西部KBDI超過500（圖7），德克薩斯為350～400。KBDI從西向東減小，東北地區(qū)和大部分東南地區(qū)低于100。春季的地理分布不變，但數(shù)值略有減小。夏季和秋季東南和東北地區(qū)KBDI顯著增加，其中東南地區(qū)夏季KBDI達(dá)到400，秋天達(dá)到500。

未來冬季KBDI普遍增加，增幅達(dá)到100以上（圖8），但德克薩斯和加利福尼亞州南部略有減少。春天KBDI變化相似，但數(shù)值較小。此后，全國(guó)范圍KBDI急劇增加，夏季東南地區(qū)，秋季大西洋中部沿岸和西部地區(qū)東部增幅達(dá)150。夏秋季KBDI的顯著增加和這些地區(qū)強(qiáng)烈增暖和變干一致。 強(qiáng)干旱和極端干旱日出現(xiàn)頻率（圖未顯示）的地理分布、季節(jié)變化、及未來趨勢(shì)與KBDI的特征類似。

3.3 植被的影響

與農(nóng)田（荒漠）區(qū)域相比，對(duì)應(yīng)的林地（草地）所有氣候區(qū)所有季節(jié)的KBDI都較?。▓D9）。這一差別對(duì)每個(gè)氣候變化情景都一樣。在氣候與植被均為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的模式中，這一關(guān)系可能表明植被會(huì)降低干旱風(fēng)險(xiǎn)，也可能表明干旱風(fēng)險(xiǎn)低的區(qū)域植被覆蓋度高。由于獲得NARCCAP氣候變化的區(qū)域氣候模式中這兩個(gè)系統(tǒng)只有氣候是動(dòng)態(tài)的，上述關(guān)系應(yīng)代表第一種可能性，即表明植被會(huì)降低干旱風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 不同植被類型區(qū)域降水(mm d?1)。P和Δ P分別為當(dāng)前降水量和未來變化。其他同圖5Fig. 6 As in Fig. 5 but for precipitation (units: mm d?1). P and Δ P represent present conditions and future changes, respectively

但是植被對(duì)未來干旱增強(qiáng)的影響卻因氣候區(qū)而異。六個(gè)氣候區(qū)可分為三種情形：（i）東南、西部和西南氣候區(qū)：與農(nóng)田（荒漠）地相比，所有季節(jié)對(duì)應(yīng)林地（草地）KBDI增幅較大。唯一例外是東南區(qū)春天。（ii）東北和落基山氣候區(qū)：所有季節(jié)林地（草地）KBDI增幅較小。（iii）太平洋沿岸氣候區(qū)：該區(qū)屬于地中海氣候，夏秋溫暖但少雨，冬春低溫但多雨，這和美國(guó)其他區(qū)域溫度和降水的對(duì)應(yīng)關(guān)系（即雨季和暖季、干季和冷季同時(shí)出現(xiàn)）相反。該區(qū)植被對(duì)未來干旱增強(qiáng)的影響兼有上述兩種情形，主要由溫度特征決定：夏秋季和東南、西部、和西南氣候區(qū)一樣（情形i)，林地（草地）KBDI增幅較大；冬春季和東北、落基山氣候區(qū)一樣（情形ii)，林地（草地）KBDI增幅較小。

植被對(duì)未來高干旱和極端干旱風(fēng)險(xiǎn)日出現(xiàn)頻率增加會(huì)產(chǎn)生同樣的影響。 圖10為高干旱的情形。因此，在溫暖和濕潤(rùn)/干燥氣候區(qū)（Koppen-Geiger氣候分類中主要?dú)夂蝾愋虲和B），林地（草地）干旱強(qiáng)度和頻率增幅較大，而在寒冷和濕潤(rùn)氣候區(qū)（主要?dú)夂蝾愋虳），林地（草地）干旱強(qiáng)度和頻率增幅較小。

3.4 物理機(jī)制

3.4.1 當(dāng)前干旱狀況

如公式（1）和（2）所示，KBDI與溫度和降水直接相關(guān)；植被會(huì)影響溫度以及降水，從而間接影響KBDI。過去很多研究結(jié)果表明，植被覆蓋的土壤通常溫度較低，降水較大，這和現(xiàn)在美國(guó)東南、東北、落基山和太平洋沿岸氣候區(qū)植被狀況與溫度和降水的關(guān)系一致（圖5、6）。因此，這些氣候區(qū)林地（草地）的KBDI較小。

圖7 當(dāng)前KBDI（Keetch-Byram干旱指數(shù)）（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。其他同圖1Fig. 7 As in Fig. 1 but for present KBDI (Keetch-Byram Drought Index)

圖8 未來KBDI變化（7個(gè)區(qū)域氣候變化情景平均）。其他同圖1Fig. 8 As in Fig. 1 but for future changes in seasonal KBDI

圖9 不同植被類型區(qū)域KBDI。KBDI和Δ KBDI分別為當(dāng)前干旱指數(shù)和未來變化。其他同圖5Fig. 9 As in Fig. 5 but for KBDI with different land cover types. KBDI and Δ KBDI represent present conditions and future changes, respectively

美國(guó)西部和西南氣候區(qū)林地（草地）的溫度與對(duì)應(yīng)的農(nóng)田（荒漠）區(qū)域相近或更大。春夏季降水林地（草地）較大?？紤]到這兩個(gè)氣候區(qū)水分為地—?dú)饨粨Q更為關(guān)健的因素，可以假定較大降水比較高氣溫起著更大的作用，因此KBDI較低。冬秋季降水林地（草地）較小或差別不大。較高氣溫應(yīng)導(dǎo)致較大KBDI。這和計(jì)算結(jié)果不一致。一種可能的解釋是，KBDI取決于其前期值；由于夏季KBDI較小，因而秋冬天的KBDI相應(yīng)地較小。

3.4.2 未來干旱強(qiáng)度變化

如公式（3）和（4）所示，氣溫和降水量的未來變化也是未來KBDI變化的主要因素。與農(nóng)田（荒漠）相比，對(duì)應(yīng)的林地（草地）區(qū)域溫度、降水和KBDI的變化可能有以下情形：（i）增暖和變干更明顯（后者可以是降水減少更多或降水增加更?。?；預(yù)期KBDI增幅更明顯（三種變化特征分別表示為＋ΔT，－ΔP和＋ΔQ）。（ii）增暖和變干較弱（后者可以是降水減少較小或降水增加更大）；預(yù)期KBDI增幅較?。ǎ，＋ΔP和－ΔQ）。（iii）增暖更明顯但變干較弱（＋ΔT和＋ΔP），或增暖較弱但變干更明顯（ΔT和－ΔP）; 難以預(yù)期KBDI增幅較大還是較?。ā捆）。

東南、西部和西南氣候區(qū)（所有季節(jié)）和太平洋沿岸氣候區(qū)（夏秋季）溫度、降水，或KBDI變化在不同區(qū)域和季節(jié)之間很不一致。例如，ΔT符號(hào)為正、負(fù)和幾乎為零的次數(shù)為4、 4和6（表2）。其結(jié)果是，預(yù)期和計(jì)算的KBDI變化同號(hào)的次數(shù)與總次數(shù)的比例僅為3/14，故情形（iii）出現(xiàn)最多。因此無(wú)法通過未來氣溫和降水的變化來判斷植被對(duì)未來干旱增強(qiáng)的影響。這意味著不得不尋找其他機(jī)制。一個(gè)可能的機(jī)制為，如公式（3）和（4）所示，ΔT對(duì)KBDI增加的重要性與當(dāng)前干旱水平（KBDI）成反比。由于KBDI明顯較小，這些氣候區(qū)林地（草地）區(qū)域由氣候變暖導(dǎo)致的干旱增幅度更明顯。

相反，東北、落基山（所有季節(jié)）和太平洋沿岸氣候區(qū)（冬春季）溫度、降水，或KBDI變化不同區(qū)域和季節(jié)之間較為一致。例如，ΔT符號(hào)為正、負(fù)和幾乎為零的次數(shù)為1、8和1。其結(jié)果是，預(yù)期的和計(jì)算的KBDI變化同號(hào)的比例較高，達(dá)到6/10，故情形（ii）出現(xiàn)最多。四次不同符號(hào)情形有三次出現(xiàn)在東北氣候區(qū)。該區(qū)KBDI很小，因此增溫作用很重要。ΔT都為負(fù)，由此導(dǎo)致林地（草地）干旱增加較弱。因此，這些氣候區(qū)植被通過影響未來氣溫和降水變化（特別是氣溫）間接影響干旱變化是一個(gè)主要物理機(jī)制。

表2 比較不同植被類型之間未來溫度（ΔT）、降水（ΔP）和KBDI（Keetch-Byram干旱指數(shù)）（ΔQ）變化?！埃薄ⅰ埃焙汀啊碧?hào)分別表示林地（草地）比對(duì)應(yīng)的農(nóng)田（荒漠）區(qū)域變幅更大、更小和相近。預(yù)計(jì)的ΔQ符號(hào)根據(jù)ΔT和ΔP的符號(hào)推斷，x表示推斷與計(jì)算的ΔQ同號(hào)Table 2 Comparisons of changes in temperature (ΔT), precipitation (ΔP), and KBDI (Keetch-Byram Drought Index) (ΔQ) between different land cover types. The ‘＋’,‘－’ and ‘～’ symbols indicate the magnitude of change on more vegetated lands is larger, smaller, and almost same, respectively. The expected sign of ΔQ is obtained based on the signs of ΔT and ΔP, with an ‘x’ indicating the same expected and calculated signs

4 討論

（1）未來干旱趨勢(shì)

一些研究對(duì)氣候變化情形下未來干旱趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)（Dai，2011）。 Cook et al.（2015）根據(jù)CMIP5氣候預(yù)測(cè)結(jié)果分析了PDSI和土壤水分，發(fā)現(xiàn)美國(guó)中部大平原和西南地區(qū)夏季干旱將急劇增加。本文分析的KBDI也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果。所不同的是KBDI夏季最大增加出現(xiàn)在美國(guó)東南部，而中部大平原干旱增加也出現(xiàn)在其他季節(jié)。Liu et al.（2013）使用一個(gè)NARCCAP氣候變化情景（HadCM3-HRM3）計(jì)算了未來KBDI變化。七個(gè)NARCCAP氣候變化情景的集成分析結(jié)果顯示了類似的干旱增加趨勢(shì)及其地理分布和季節(jié)變化，但冬季和春季干旱增加主要出現(xiàn)在大平原的中部而不是整個(gè)區(qū)域；此外，西南地區(qū)干旱增加的幅度較小。

（2）植被影響干旱的機(jī)理

如引言所述，已有研究表明了植被對(duì)干旱影響的復(fù)雜性，植被可能減少干旱（Charney，1975；Zeng et al.，1999)，也可能加強(qiáng)干旱（Teuling et al.，2013；Meng et al.，2014）。本研究為未來氣候變化情形下這一特征的存在提供了證據(jù)，并揭示其與氣候區(qū)的關(guān)系和機(jī)制。在溫暖和潮濕/干燥的氣候區(qū)，當(dāng)前植被覆蓋度較高的地區(qū)干旱風(fēng)險(xiǎn)較小，但未來氣候變化情形下干旱強(qiáng)度和頻率增幅更大。然而，寒冷和潮濕氣候區(qū)，植被導(dǎo)致相對(duì)較小的增暖，干旱強(qiáng)度和頻率增加的幅度相應(yīng)地也較小。這些結(jié)果有助于增加對(duì)植被與干旱相互作用的理解，改進(jìn)當(dāng)前和未來干旱模擬和預(yù)測(cè)的能力。這些特征根據(jù)在美國(guó)的區(qū)域氣候變化模擬結(jié)果獲得，是否在世界其它地區(qū)也有類似的特征有待進(jìn)一步的研究。

值得一提的是，氣候變化情形下植被本身會(huì)改變。例如，Grimm et al.（2013）表明，由于氣候變化，2100年物種種類將發(fā)生廣泛的變化，由此可能會(huì)改變5%～20%美國(guó)陸地的生物群落成分。這種影響可能會(huì)改變公式（2）中降水和植被之間的關(guān)系，也會(huì)改變植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響。本文所應(yīng)用的區(qū)域氣候變化情形未包括氣候變化情形下植被的變化。因此無(wú)法研究未來植被變化對(duì)干旱趨勢(shì)的影響變化。這是今后研究需關(guān)注的一個(gè)問題。

另一個(gè)需關(guān)注的問題是如何證明本文分析的不同干旱趨勢(shì)是植被的影響，而不是不同氣候特性干旱自身的演變特性。本文研究植被影響采用的方法是比較同一氣候區(qū)兩種不同植被類型干旱趨勢(shì)的差別。但由于氣候區(qū)范圍較大，地形也可能不一樣，兩種植被區(qū)域大氣的狀態(tài)和過程本身會(huì)有所差別，并對(duì)干旱趨勢(shì)產(chǎn)生一定影響。解決這一問題的途徑之一是應(yīng)用區(qū)域氣候模式進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)，將兩種植被區(qū)域變成同一種植被（例如，在東南氣候區(qū)將農(nóng)田變成林地，反之亦然）。如果兩個(gè)區(qū)域的干旱趨勢(shì)差別不復(fù)存在，則可證明不同干旱趨勢(shì)主要是植被的影響，否則是其他因素的影響。此實(shí)驗(yàn)超出本文分析的內(nèi)容，但是今后研究值得嘗試的課題。

圖10 不同植被類型區(qū)域高干旱風(fēng)險(xiǎn)日出現(xiàn)頻率。HD和ΔHD分別為當(dāng)前高干旱風(fēng)險(xiǎn)日出現(xiàn)頻率和未來變化。其他同圖5Fig. 10 As in Fig. 5 but for the percentage of high drought (HD) risk days with different land cover types. HD and ΔHD represent present conditions and future changes, respectively

（3）減緩氣候變化

由于森林在減少大氣二氧化碳中重要作用，廣泛認(rèn)為森林恢復(fù)和人工造林是減緩氣候變化的一個(gè)十分有效的手段。本研究結(jié)果表明，森林可能對(duì)未來干旱增加有著相反的作用。一方面，在寒冷和潮濕氣候區(qū)，增加森林將減小未來干旱增加的幅度。植被的這種作用進(jìn)一步加強(qiáng)了森林對(duì)減緩氣候變化的意義。但另一方面，在溫暖和潮濕/干燥氣候區(qū)，更多的植被可能增加未來的干旱，加大氣候變化的影響。其中一個(gè)影響是未來林火趨勢(shì)。植被越多，干旱越嚴(yán)重，發(fā)生森林火災(zāi)的可能行也越大。這也許是森林管理部門制定適應(yīng)和減緩氣候變化計(jì)劃和策略時(shí)必須考慮的一個(gè)問題。

（4）KBDI

KBDI代表的干旱與氣象條件之間的關(guān)系較為簡(jiǎn)單，而后者受植被狀況的影響。因此，比較容易通過考察溫度和降水的變化認(rèn)識(shí)植被對(duì)干旱的影響。但是，KBDI有一定的局限性。首先，KBDI量度絕對(duì)水分不足；不同氣候區(qū)域同一土壤缺水量可能意味著不同的干旱程度。例如，KBDI=400在美國(guó)東北地區(qū)較為少見，但在西南地區(qū)很常見，因此實(shí)際上干旱僅在東北出現(xiàn)。其次，KBDI只考慮氣溫和降水的貢獻(xiàn)。植被也可以改變風(fēng)及其他氣象條件 (Dai et al., 2004)。NARCCAP氣候變化情景預(yù)測(cè)未來美國(guó)中緯度地區(qū)風(fēng)速會(huì)減小（Liu et al.，2013）。這將影響未來地表水分和能量交換，從而影響到植被對(duì)干旱的影響。應(yīng)用KBDI無(wú)法考察這種影響。此外，KBDI使用的降水和植被之間的關(guān)系在有些地區(qū)不一定有效（Liu et al.，2013）。

（5）氣候變化情景

NARCCAP氣候變化情景由CMIP3全球氣候變化預(yù)測(cè)產(chǎn)生，并只考慮了A2排放情景。新的CMIP5全球氣候變化預(yù)測(cè)采用了新的排放情景，氣候模式也有所更新和改進(jìn)。CMIP5干旱預(yù)測(cè)結(jié)果與CMIP3有所不同。例如，CMIP5的分析表明全球干旱趨勢(shì)預(yù)測(cè)的不確定性有所增加，預(yù)測(cè)的中緯度地區(qū)干旱趨勢(shì)有所減小 (IPCC，2013)。應(yīng)用CMIP5降尺度氣候變化情景是加深對(duì)植被影響未來干旱趨勢(shì)認(rèn)識(shí)的一個(gè)有效途徑。一個(gè)所面臨的問題是，動(dòng)力氣候降尺度需大量的計(jì)算資源，因此將需要很長(zhǎng)一段時(shí)間制定并實(shí)施像NARCCAP一樣的大規(guī)模動(dòng)力降尺度研究項(xiàng)目。

5 結(jié)論

本研究考察了氣候變化情形下植被對(duì)干旱趨勢(shì)的影響和機(jī)制。結(jié)果表明，在美國(guó)大陸溫暖和潮濕/干燥氣候區(qū)，高植被覆蓋度地區(qū)干旱增加更為明顯，但在寒冷和潮濕氣候區(qū)，高植被覆蓋度區(qū)域干旱增加較小。由此可以得出結(jié)論，植被對(duì)美國(guó)干旱趨勢(shì)的影響與氣候區(qū)有關(guān)。在特定的氣候區(qū)，植被可以放大全球變暖期間未來干旱的風(fēng)險(xiǎn)。

致謝 作者感謝審稿人極有價(jià)值和建設(shè)性的問題和建議。此項(xiàng)研究是由美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)、農(nóng)業(yè)部和能源部聯(lián)合項(xiàng)目：地球系統(tǒng)模式預(yù)報(bào)年代際區(qū)域氣候 (NIFA-2013-35100-20516)。區(qū)域氣候變化情景數(shù)據(jù)由北美區(qū)域氣候變化評(píng)估計(jì)劃（NARCCAP）提供。

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作者簡(jiǎn)介劉永強(qiáng)，男，1959年出生, 博士, 研究員, 主要從事氣候與生態(tài)系統(tǒng)相互作用研究。E-mail: yliu@fs.fed.us

收稿日期2015-03-08；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期 2015-08-06

doi:10.3878/j.issn.1006-9895.1508.15146

文章編號(hào)1006-9895(2016)01-0142-15

中圖分類號(hào)P461

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A