周沙研究员课题组在《Science Advances》发文阐明大规模毁林对径流变化的影响机理

发布日期：2024-08-17 | 浏览次数：

人类活动和气候变化导致了大规模森林损失和退化，显著影响水循环和淡水资源供给。8月16日，地理科学学部周沙研究员课题组在Science Advances杂志在线发表了题为“Deforestation-induced runoff changes dominated by forest-climate feedbacks”的研究论文，揭示了大规模毁林对全球径流变化的影响机理，发现森林-气候反馈效应主导全球毁林引起的径流变化。

森林覆盖变化对水文水资源的影响一直以来备受关注和讨论，但大规模毁林的水文效应尚不清楚。小流域配对实验表明，森林减少通过直接减少蒸散发，从而增加径流。然而，大规模森林变化可能对气候和水文过程产生复杂的反馈效应，间接影响径流。本研究结合全球毁林模型实验与观测数据，构建了径流变化归因框架，量化了大规模毁林对全球径流变化的直接和间接影响。研究发现，森林-气候反馈效应驱动全球尺度径流减少，抵消了毁林直接引起的径流增加（图1）。森林-气候反馈主导了全球63%毁林地区的径流变化，导致热带地区径流显著减少，而中高纬度大部分地区径流增加。该气候反馈效应促使降水和潜在蒸散发均减少，它们分别减少和增加径流，导致径流变化呈现较大空间差异。研究也预估了未来气候变化情景下，热带地区毁林对径流的直接和间接影响（图2），发现间接影响主导毁林引起的径流变化，揭示了气候变化下森林-气候反馈对水文水资源变化的重要作用。

图1. A-D为大规模毁林对全球径流变化的总影响(ΔR)、森林-气候反馈的间接影响(ΔRcf)和毁林的直接影响(ΔRn)。E和F为毁林引起的降水变化(ΔRp)和潜在蒸散发变化(ΔRpet)对径流变化的贡献。

图2. 低温室气体排放情景（SSP1-2.6）下，热带地区大规模毁林对径流的影响。

北京师范大学地理科学学部2022级博士研究生马帅为论文的第一作者，周沙研究员为通讯作者。该成果是在陆-气过程对全球径流变化影响机理研究（Zhou et al. 2023, Nature Climate Change）的基础上，课题组在气候-水文-生态相互作用研究领域取得的又一重要研究进展，对全球森林和水资源的可持续管理具有重要意义。该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFF0801300）和国家自然科学基金委优秀青年科学基金项目（海外）资助。