我園客座研究員在《The Innovation》發表最新研究成果

生態系統變化的氣候效應通過一致的生物物理和生物地球化學過程（如蒸散、碳同化、呼吸等）形成內在耦合關系，類似于同一化學反應的不同產物。目前研究生態系統變化對氣候影響的方法主要分為黑箱和白箱途徑。黑箱途徑側重輸入與輸出的統計關系，不關注生態系統內部過程，常用于增溫、CO2增加或降水變化的實驗研究；白箱途徑則嘗試解析生態系統內部的生物物理和生物地球化學過程，以建立因果關系，常用于生態系統模型。然而，這兩種途徑在捕捉生態系統復雜性和全面性方面均存在局限。

該研究提出了一種全新的“快速通道”途徑。我們關注黑箱中的過程，但不試圖完全打開它，而是借助一個易觀測的“信使”指標—日間與全天水汽通量比（RATIO）。RATIO反映生態系統變化對氣候的影響，而不是生態系統變化本身。因此，快速通道途徑從已知的RATIO開始，而不是像黑箱和白箱途徑那樣從生態系統變化開始。通過這一途徑，能高效捕捉生態系統復雜性，并在任意時空尺度下評估和預測生態系統變化的氣候效應。

研究表明，基于西半球建立的每日RATIO與變量間的關系，可以準確預測東半球相應變量的變化。這意味著，某一生態系統的渦度協方差觀測結果可以通過RATIO映射到其他生態系統。這一規律同樣適用于預測以森林和農田為基礎的其他生態系統的變量變化。

此外，通量、能量和物質變量的時間趨勢隨每日RATIO表現出規律性變化。例如，氣溫在不同RATIO范圍內表現出不同程度的升溫或降溫趨勢。利用RATIO可以預測生態系統變化對不同氣候區（包括青藏高原）地表溫度的影響，這與先前的諸多研究高度一致，且與蒸散量相比，RATIO更能指示生態系統變化對地表溫度的影響。

相關研究結果以“Climate effects of ecosystem change converge according to the ratio of the daytime to daily vapor flux”為題發表在權威學術期刊《The Innovation》（IF=33.2），我園客座研究員周國逸為論文通訊作者，我園副研究員熊鑫為合作作者，廬山植物園為第二作者單位。該研究得到了國家自然科學基金、江蘇省碳達峰碳中和科技創新專項等資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100733