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北卡罗莱纳州立大学的研究人员利用卫星图像和现场传感器来估计全球变暖导致的植物叶片生长的变化。研究人员发现，“绿化”，或植物能够产生的叶子数量的变化，将在植物捕获和储存多少二氧化碳中发挥重要作用。
“当我们努力预测未来的气候时，一个大问题是:植被会发生什么，地球上最大的碳库之一研究报告的合著者说Josh灰色他是北卡罗来纳州立大学林业和环境资源副教授。“我们知道气温会上升，大多数地方的生长季节会变长，但这将如何影响碳在植物和大气之间的循环，还有很多未知因素。我们的新结果让我们对这些变化更有信心。”
格雷说，除了改变季节的时间和长度外，气候变化还意味着一些地区的新植物生长。然而，气候的变化也可能导致他们所说的“褐变”。此外，格雷说，高温会干扰植物的光合作用。对于气候变化研究人员来说，一个重要的悬而未决的问题是，季节长度和“变绿”与“变褐”的变化将如何影响全球范围内植物从大气中吸收多少二氧化碳。考虑到二氧化碳是导致全球气候变化的温室气体，这一点尤为重要。
该研究的第一作者、北卡罗来纳州立大学的研究生高晓杰说:“早春可能对植物的生产力有好处，因为你有更长的碳吸收期。地理空间分析中心．“然而，更长的秋季可能会让情况更糟。在秋天，植物倾向于排放碳。”
在研究发表在全球生物地球化学循环在美国，研究人员希望了解生长季节的长度以及植物产生的叶片数量在碳吸收中的作用。为了做到这一点，他们在2000年至2014年期间使用红外线卫星测量来测量植物叶片生物量。植物不能利用红外光进行光合作用，所以它们会反射红外光。
“健康的绿叶有点像红外镜子，”格雷说。“所以，在这些波长的卫星上，它们看起来真的很‘亮’。通过一些技巧，我们可以计算出一个指数，这个指数是一个地方在红外和红色波长下的亮度的组合，并对应于一个地方有多少片树叶。”
此外，研究人员还利用现场塔上的传感器来测量植物与空气之间的二氧化碳交换，以计算植物在光合作用期间每年从大气中除去多少碳。
他们发现，叶片生物量的数量，即植物一年产生的叶片数量，比生长季节长度的变化对净碳吸收的影响更大。
格雷说:“有些地方的树叶比以前多，特别是在高纬度地区。”“还有一些地方春天可能来得早，秋天可能来得晚。这些变化都会影响正在进行的光合作用的数量，但植物产生的叶片数量与碳吸收的关系比生长季节长度的变化更密切。换句话说，我们发现，对于碳吸收来说，绿化趋势比生长季节的延长更重要。”
格雷说，他们的发现还表明，随着气候变化，卫星图像可能是帮助跟踪植物生长变化和碳循环变化的有用工具。此外，他们的发现应该为未来预测植物在碳捕获中的作用提供信息。
“全球的植被会变得更多产吗?”这部分的碳预算存在相当大的误差。”格雷说。“我们认为，我们可以在未来利用这些信息，对这些变化可能会是什么样子更有信心。”
这项题为“卫星地表物候观测表明，最大叶片绿度与全球植被生产力的关系比生长季节长度更大”的研究发表在《自然科学》杂志上全球生物地球化学循环。合著者包括Ian R. McGregor, Josh M. Gray, Mark A. Friedl和Minkyu Moon。资金由NASA资助#80NSSC18K0334提供。
-oleniacz -
编辑须知:摘要如下。
“卫星地表物候观测表明，最大的叶片绿色度对全球植被生产力的影响大于延长生长季节长度。”
作者:高晓杰，Ian R. McGregor, Josh M. Gray, Mark A. Friedl, Minkyu Moon。
发表在网上全球生物地球化学循环2023年2月24日。
摘要植被绿叶物候直接影响陆地生态系统的总初级生产力。地表物候(LSP)卫星观测是监测植被绿叶发育关键时刻的重要手段。然而，由于卫星LSP代理与GPP现场测量的差异，难以量化气候诱导的绿叶物候变化对年GPP的影响。在这里，我们使用了涡流协方差塔的1110个站点年的GPP测量数据，并结合2000-2014年卫星LSP观测的时间序列，表明虽然卫星LSP解释了年度GPP的很大一部分变化，但基于绿叶的生长季节长度(GSL)的变化对年度GPP的影响比GSL变化对GPP光合作用持续时间的影响小~ 30%。此外，最大叶绿度比绿叶GSL更能解释年GPP的变化，突出了未来植被绿化趋势对大规模碳收支的作用。我们得出结论，基于卫星lsp的关于GPP大尺度动态的推断需要同时考虑绿叶GSL和最大绿度的变化。
