实验室环境遥感团队研究发现2000到2015年全球城市树木降温效益显著增加

  近日，北京师范大学地理科学学部双色球教授赵祥带领环境遥感团队，在植被调控城市生态系统能量平衡研究方面取得重要进展。团队利用长时间序列Landsat卫星获取的城市树木覆盖度和地表温度数据揭示了城市树木降温效率的全球时空格局及其驱动因子，并首次评估了2000到2015年树木对城市地表温度影响的全球变化。该研究成果发表在生态领域国际顶级期刊Global Change Biology上，为城市管理者对不同气候区下现有绿地的管理和未来植树造林、绿地建设规划等提供了新的认识和参考。

　　树木降温效率（Tree Cooling Efficiency，TCE），即单位树木覆盖度地表温度的下降，是评估树木缓解城市热压力的重要方面。尽管目前已有不少研究报道了城市树木降温效率，但这些从单点城市得到的结果尚不足以归纳其全球格局，而且缺乏对降温效率动态变化的直接观测证据。本研究在全球806个大城市中发现， 在10%树木覆盖度、25 ℃气温条件下，较高的树木降温效率出现在近北美西海岸、北美东北部、中西欧和日本地区。较低的降温效率出现在中美洲、地中海沿岸、中国北方以及几乎全部南半球地区。进一步的机器学习建模结果显示，降温效率的全球异质性主要受到叶面积指数等植被生理特性，VPD、短波辐射等气候变量，以及城市反照率等人为管理相关变量等多种因子的驱动。

　　在2000-2015年期间，全球超过90%的城市表现出树木降温效率的上升趋势（全球平均从0.2 ℃/%上升至0.29 ℃/%）。与此同时，不少城市还表现出树木覆盖度的显著上升（全球平均增长为5.3 ± 3.8%）。根据本研究的估算，这些树木覆盖度和降温效率的上升共同使树木在生长季平均气温的条件下降低的日间城市地表温度提高了1.5 ± 1.3 ℃。

　　研究最后分析了树木降温效率近年来发生变化的原因及可能的内在机制。基于遥感观测数据和UT&C城市生态水文模型模拟的结果，降温效率增加的部分原因是近年来叶面积指数的普遍增加以及部分地区气溶胶含量下降导致了太阳短波辐的射增强，而更有可能的原因则是城市相对湿度下降导致叶片与空气之间的水汽压差增加以及城市化带来的城市反照率下降。

　　研究给出的时空分析结果有助于城市管理者更好地理解树木降温效率的重要作用，并为希望通过植树造林来应对城市化和气候变化影响的研究人员提供一定的科学依据。

 

详见：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.