东北地理所在小微湿地微气候降调节研究中取得进展
湿地通过增强蒸散发、调节地表反照率等过程,改变陆地与大气间的水热交换,从而对局地微气候产生重要的生物物理反馈作用。其中,小微湿地(面积<8ha)广泛分布于草原、农田和城市等多种景观中,在微气候调节中发挥着与其面积不成比例的重要作用。然而,小微湿地对水热条件变化和人为干扰高度敏感,其降温功能极易受到削弱。由于现有研究多聚焦于大型湿地和开放水体,小微湿地在不同景观背景与水文气候条件下的局地降温效应及其调控机制尚不清晰。
针对这一科学问题,中国科学院东北地理与农业生态研究所景观生态过程学科组基于高分辨率遥感数据和机器学习模型,对全国21,879个小微湿地的微气候降温效应进行了系统评估,揭示了其降温强度和降温效率的空间分异特征,并解析了气候条件、湿地空间属性及地形因子的协同调控机制。
研究发现,全国64.8%的小微湿地表现出净降温效应,平均降温强度为-0.52 ℃,平均降温效率达27.69。该局地降温效应呈现出显著的景观基质依赖性:受强烈局地水热反差驱动,裸地与草地景观中的小微湿地冷却效应最强;受不透水地表约束,城市环境中的降温效应相对较弱;而在水文过程受高度人为管控的农业景观中,其降温效应最弱(图1)。驱动机制分析表明,气候干旱度(AI)、大气水分亏缺(VPD)及气温等气候因子,与湿地面积及边界复杂度等空间属性协同影响了小微湿地的降温效应(图2),并呈现出显著的非线性阈值特征。在较高气候干旱(AI≤0.5)且伴随适度大气水分亏缺(VPD1.0–1.7kPa)的气候条件下,面积介于0.7至2.2公顷的小微湿地,其降温强度达到峰值。此外,具有较高边缘密度的小微湿地有效拓展了湿地—陆地水热交换界面,促进了冷湿气团向周边的平流与扩散,从而显著提升了单位面积的降温效率(图3)。
该研究阐明了我国小微湿地微气候调节作用的空间异质性及其气候—湿地空间属性的协同驱动机制。在全球变暖与极端干旱加剧的背景下,科学保护并优化小微湿地空间布局,可作为一种高效的基于自然的解决方案,从而显著提升区域生态系统韧性与气候适应能力。

图1 小微湿地局地降温强度与效率的空间分异特征

图2小微湿地局地降温强度与效率的驱动因素

图3 关键气候因子与湿地空间属性对小微湿地降温强度与效率的影响
研究成果在线发表于国际权威期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing。论文由东北地理所景观生态过程团队博士生贾悦(第一作者,王文娟研究员和特别研究助理巴圣杰(通讯作者)等联合香港大学Yuyu Zhou教授、瑞士联邦SWL研究所Paolo Cherubini研究员和 Mai He Li研究员、美国罗德岛大学Yeqiao Wang教授和美国密苏里大学Hong S. He教授等共同完成。研究得到国家重点研发计划(2023YFF0807201)、国家自然科学基金(42371075, 41871045)等项目资助。
论文信息:Yue Jia, Wen J. Wang*, Shengjia Ba*, Yuyu Zhou, Tianxing He, Suri G. Bao, Paolo Cherubini, Zhihua Liu, Mai He Li, Yeqiao Wang, Hong S. He. 2026. Unveiling strong microclimatic cooling by small wetlands in China: landscape context-dependent spatial and climatic drivers. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 239: 976-990.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2026.07.002
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