由于养分平衡改变导致的非突发性植被变化，使得气候变暖和变冷的影响变得复杂，并且这种影响与尺度密切相关

《Global Change Biology》：Non-Abrupt Vegetation Changes due to Altered Nutrient Balance Make Complex Scale-Dependent Warming and Cooling Effects

非突发性植被变化对地表-大气相互作用的影响研究，通过2014-2023年西班牙半干旱萨瓦纳的三大观测站（控制、氮添加、磷添加），发现地表反照率升高导致全球尺度辐射强迫冷却（-0.46±0.08 W/m2），但局地 understory 温度升高（0.63-0.80°C），揭示能量分配转变的悖论效应。

　　

摘要

陆地与大气之间的相互作用受到生物物理特性（例如反照率变化、蒸发冷却）和生物地球化学循环（例如二氧化碳通量）的调节，这两个过程都通过辐射强迫对全球气候产生反馈作用。尽管大多数关于这些过程的研究集中在植被突然变化的影响上，但本研究探讨了由于营养物质水平改变（即氮和磷的沉积）所导致的非突然变化的影响。我们通过评估这些变化对全球气候的影响，并将其与反映局部影响的地表温度联系起来，来研究其影响。我们假设由于地表与大气之间的相互作用，存在依赖于尺度的变暖和降温效应。我们使用西班牙半干旱稀树草原上的一项大规模营养物操纵实验（2014–2023年）的数据集来探讨这个问题。在该实验中设置了三个位于同一地点的涡度协方差观测站：对照组、添加氮的实验组以及添加磷的实验组。结果表明，地表反照率的变化对气候的影响超过了二氧化碳通量的变化，产生了矛盾的结果：在全球范围内，由于地表反射率增加，整体上呈现出降温效应（平均温差为[平均值±标准差]–0.46±0.08 W/m2）；而在植被下层，则出现了局部升温现象（温差分别为0.63°C±0.46°C和0.80°C），这是由能量分配的变化所驱动的。此外，我们的研究发现，仅添加氮的处理方式在冠层层面导致的降温效果比添加磷的处理方式更为显著，尽管添加磷会提高植被下层的温度。这些对比鲜明的响应揭示了地表与大气相互作用具有层次性和尺度依赖性。这突显了营养物质化学计量在塑造气候反馈中的关键作用，即使植被变化并不突然。同时，这也表明，虽然某些因素可能使全球降温，但仍有可能使我们脚下的陆地变暖。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究支持的数据可在Zenodo平台上公开获取，链接为：https://doi.org/10.5281/zenodo.15799672。此外，生态系统层面的数据可在欧洲通量数据库（European Fluxes Database）中找到：https://www.europe-fluxdata.eu/。PhenoCam相关数据可在：https://phenocam.nau.edu/获取。要查找欧洲通量数据库集群和PhenoCam网络的数据，只需提供站点ID即可。站点ID分别为：ES-LMa（对照塔，CT）、ES-LM1（北塔，NT）和ES-LM2（南塔，NPT）。此外，辐射核数据也可在以下平台上公开获取：CAM5（https://zenodo.org/records/997902）；HadGEM2（https://doi.org/10.5518/406）；HadGEM3-GA7.1（https://zenodo.org/records/3594673）；以及CACK 1.0（https://doi.org/10.6073/pasta/d77b84b11be99ed4d5376d77fe0043d8）。