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新疆生地所研究揭示城市植被对复合高温—干旱事件的调节作用

时间:2026-09-08

    在全球变暖与快速城市化的共同影响下,高温和干旱不再只是独立的气候灾害。二者同时发生形成的复合高温-干旱事件,往往会产生更强的叠加效应,对城市居民健康、生态系统功能和基础设施安全构成严峻挑战。城市绿化被普遍认为是缓解高温风险的重要自然解决方案,但现有研究大多关注植被的单一降温效应。城市植被能否同时调节高温与干旱形成的复合极端事件,其作用在不同气候区和城市之间是否存在差异,仍缺乏全国尺度的系统认识。

    针对这一问题,本研究系统揭示了2000-2024年中国城市复合高温—干旱事件的时空演变特征以及城市植被的调节作用。研究整合了1 km分辨率逐日最高气温、标准化降水蒸散指数、卫星遥感叶面积指数以及城市不透水面和地形等多源数据,在全国231个城市范围内构建了高分辨率复合极端事件识别与驱动分析框架。

    研究发现,过去25年中国城市平均每年经历约12天复合高温—干旱日,事件发生频率整体呈轻微上升趋势。其中,2016年平均达到22.75天,为研究期内最高水平。复合事件表现出显著的南北差异:北方城市,特别是干旱和半干旱地区,事件发生更加频繁;事件强度也整体呈现由南向北增加的空间格局。东北地区、长江三角洲和四川盆地的部分城市虽然并非事件发生最频繁的区域,却形成了较为突出的极端干热事件的高强度风险集聚区。这表明,仅关注事件“发生多少次”可能低估部分城市面临的实际气候风险。

    更值得关注的是,研究揭示了城市植被在复合极端事件中的“生态缓冲器”作用。排除气温、降水、潜在蒸散发、城市不透水面和地形等因素的影响后,全国约51.12%的研究区域中,叶面积指数与复合高温—干旱事件频率呈负相关关系,表明植被覆盖和冠层活动的增强有助于降低复合事件发生的可能性。这种抑制作用在我国中部以及湿润—半湿润过渡区尤为明显,而在水分受限的北方干旱区相对较弱。换言之,城市绿化并不是一剂在所有地区都具有相同效果的“万能良方”,其气候调节效益受到当地水分条件、植被蒸散能力和区域气候背景的共同制约。

    研究进一步厘清了复合事件“是否发生”与“发生后有多严重”背后的不同控制机制。降水是影响事件发生频率的首要因素,相对贡献达到64.7%:降水减少会强化持续性水分亏缺,为高温与干旱的同步发生创造背景条件。相比之下,当复合事件已经形成后,其强度更多受到气温和潜在蒸散发控制。

    北京—天津—河北、中原、长江三角洲和粤港澳大湾区四大城市群的对比结果进一步表明,不同城市群复合高温—干旱风险的主导因素并不相同。例如,京津冀地区事件频率主要受到潜在蒸散发影响,事件强度则更多由气温控制;中原城市群的事件频率主要受降水制约;长江三角洲和粤港澳大湾区也分别呈现出不同的气候驱动组合。这种显著的区域异质性意味着,未来城市绿化与气候适应政策不能简单套用统一模式,而应根据不同城市的气候背景、水资源条件和主要风险来源实施差异化布局。

    该研究将城市绿化研究从传统的“单一降温效应”拓展到“复合气候风险调节”,搭建了城市植被变化与复合高温—干旱事件之间的联系。研究结果不仅为理解城市植被—气候之间复杂的水热反馈关系提供了新的经验证据,也为城市绿色基础设施布局和气候适应规划提供了科学依据。在湿润和半湿润城市,可通过提高植被覆盖度和冠层连续性增强对复合事件的缓冲能力;在干旱和半干旱城市,则需要充分考虑水资源约束,统筹植物选择、绿地配置与节水灌溉,避免盲目增绿带来的额外耗水压力。

    相关研究成果以“Urban vegetation modulates compound hot-dry events across Chinese cities”为题,发表于期刊《Weather and Climate Extremes》。中国科学院新疆生态与地理研究所宋丰姣为论文第一作者,包安明研究员为论文通讯作者。该研究得到新疆维吾尔自治区“天山英才”培养项目的资助。

    文章链接:https://doi.org/10.1016/j.wace.2026.100943

图:2000年至2024年中国以及不同分区城市干热复合事件(CHDEs)的时空特征


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