黑龙江流域地处欧亚大陆温带草原东缘及泰加林南缘的过渡带，季节性冻土和多年冻土的过渡区，同时也是20世纪以来全球升温最显著的区域之一。土壤-植被-大气的相互作用是全球环境变化和陆面过程研究的关键科学问题。土壤温度是驱动土壤物理、生物和微生物过程以及生态系统水文和生物地球化学过程的关键因素。在全球气候变化背景下，明确中高纬度地区植被变化对土壤温度的影响规律及其生物地球物理机制对于准确预测高寒地区冻土演变及生态系统碳循环具有重要的意义。 

　　图1. 黑龙江流域植被覆盖度时空变化 

　　东北地理所通过利用最先进的区域气候模式，耦合高精度的卫星遥感资料、再分析资料和历史气候观测数据，分析了黑龙江流域不同生态系统植被变化对区域气温和土壤温度的影响，并剖析了植被变化影响土壤温度的生物地球物理机制。研究发现，1982-2018年黑龙江流域植被覆盖度增加1.85%，植被覆盖度的增加使研究区气温和土壤温度分别降低了0.045 ℃和0.19 ℃，即土壤温度对植被变化的敏感性高于气温，这一特点在森林这一土地覆被类型中最显著；研究还发现，研究区植被覆盖度增加使不同深度层土壤 (0-10 cm, 10-40 cm, 40-100 cm, 100-200 cm) 冻结天数分别增加0.16天，1.07天，2.91天和4.69天。 

　　此外，永冻土森林植被土壤冻结天数对植被覆盖度的敏感性高于季节性冻土，植被覆盖度每增加1%，永冻土不同土壤层的冻结天数分别增加0.18天，0.92天，2.34天和4.0天，高于季节性冻土的0.14天，0.42天，1.56天和2.40天。结合地表能量平衡发现，植被覆盖度增加主要通过降低土壤热通量影响不同土壤层温度，土壤温度对植被变化的响应较热量传输具有一定的滞后效应。本研究发现中高纬度地区不同植被类型、不同冻土条件植被变化对气温和土壤温度有不同的影响，并强调了中高纬度森林植被恢复对保护冻土环境的重要意义。  

　　图2. 不同植被类型植被变化对土壤温度影响及其生物地球物理机制 

　　研究成果近期发布于一区TOP期刊Global and Planetary Change，中科院东北地理所于灵雪副研究员为第一作者，王文娟研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（42071025）、中国科学院战略先导项目（XDA28080500）、中国科学院东北地理与农业生态研究所创新团队项目（2022CXTD02）的资助。 

　　论文信息如下： 

　　Lingxue Yu, Ye Liu, Kun Bu, Wen J. Wang*, Shuwen Zhang. 2022. Soil temperature mitigation due to vegetation biophysical feedbacks. Global and Planetary Change. 218. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103971. 

　　前期系列研究成果信息如下：  

　　Lingxue Yu, Ye Liu, Jiuchun Yang, Tingxiang Liu, Kun Bu, Guangshuai Li, Yue Jiao, Shuwen Zhang. 2022. Asymmetric daytime and nighttime surface temperature feedback induced by crop greening across Northeast China. Agricultural and Forest Meteorology 325:109136. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109136. 

　　Tingxiang Liu, Lingxue Yu*, Kun Bu, Jiuchun Yang, Fengqin Yan, Shuwen Zhang, Guangshuai Li, Yue Jiao, Shizhuo Liu. 2022. Thermal and moisture response to land surface changes across different ecosystems over Heilong-Amur River Basin. Science of the Total Environment 818:151799. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151799 

　　Lingxue Yu, Yongkang Xue*, Ismaila Diallo. 2021. Vegetation greening in China and its effect on summer regional climate. Science Bulletin 66:13-17. https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.09.003.