《SCIENCE ADVANCES》：Forest loss intensifies meteorological drought in more than half of Earth’s climate zones
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本研究針對森林喪失如何影響氣象干旱這一關鍵科學問題，通過分析全球3696對森林喪失與未擾動樣點，發現森林喪失導致全球超過52%區域氣象干旱加劇，其中寒帶干旱加劇程度是熱帶的三倍以上。研究揭示了寒帶以降水減少為主導、熱帶以降水和升溫共同作用的區域異質性機制，為不同氣候帶制定差異化森林保護與恢復策略提供了科學依據。
隨著全球氣候變化加劇，森林生態系統正面臨著前所未有的壓力。自1990年以來，全球已有約4.2億公頃森林消失，面積相當于亞馬遜雨林的八倍之多。這種大規模的森林喪失不僅破壞了生態完整性，更通過改變地表能量平衡對區域氣候產生深遠影響。特別是森林喪失對氣象干旱（定義為持續降水不足的時期）的加劇效應，雖然在一些區域研究中有所發現，但其全球范圍內的空間格局、影響程度及內在機制仍不清楚。
為了系統解答這一科學問題，研究團隊在《科學進展》雜志上發表了一項突破性研究。該研究整合了多源遙感數據，包括森林覆蓋變化、氣候變量和地表能量通量，通過對全球寒帶、溫帶和熱帶3696對森林喪失與未擾動樣點的對比分析，首次量化了森林喪失對氣象干旱的全球影響。
研究團隊采用了幾項關鍵技術方法：首先利用全球森林變化數據集識別穩定森林喪失區域，通過1°×1°窗口搜索策略確保對比樣點的氣候背景一致性；使用自校準帕爾默干旱嚴重指數（scPDSI）和標準化降水蒸散指數（SPEI-1）雙指標評估干旱變化；基于主成分回歸（PCR）方法解析潛熱通量（LE）和反照率等生物地球物理參數對降水（PRE）和地表溫度（LST）的獨立貢獻；并引入游程理論計算干旱頻率（DF）和干旱強度（DI）等事件指標。
研究結果揭示了令人矚目的發現：
森林喪失加劇氣象干旱
分析表明，全球52.3%（scPDSI）和53.6%（SPEI-1）的森林喪失區域氣象干旱顯著加劇。空間上，加拿大中東部、北歐、亞洲北部和南部、中非和巴西東南部等地區尤為嚴重。寒帶地區的干旱加劇程度（-0.0025年-1）是熱帶地區（-0.0008年-1）的三倍以上。干旱頻率和強度在寒帶和熱帶森林喪失區域均呈現顯著上升趨勢，中度至極度干旱像元比例從森林喪失前的4.1%升至喪失后的15.9%。
氣候變化對氣象干旱的局地效應
研究發現降水虧缺和溫度升高是導致氣象干旱的直接因素，但存在明顯的空間異質性。寒帶地區主要受降水減少驅動（貢獻率51%），而熱帶地區則表現為降水減少（30%）和溫度升高（38%）的共同作用。沿緯度梯度，高緯度地區對降水變化更敏感，低緯度熱帶地區對溫度變化更敏感。
生物地球物理機制驅動氣象干旱
森林喪失通過改變LE和反照率影響地表能量平衡，進而調控干旱過程。寒帶地區LE減少和反照率增加共同導致降水減少（相關度85%），盡管反照率增加產生冷卻效應，但降水減少仍主導了干旱加劇。熱帶地區LE減少引起的增溫效應抵消了反照率的冷卻作用，導致降水和溫度共同驅動干旱發展，但嚴重程度低于寒帶。
討論部分深入分析了森林喪失對氣象干旱的時空效應。研究發現寒帶生態系統由于結構簡單、植被恢復緩慢和雪蓋持續時間長，干旱效應可持續3-4年；而熱帶雨林氣候區憑借快速植被恢復和高水分循環能力表現出較強的生態恢復力。研究還指出，森林喪失引發的干旱可能進一步演變為更嚴重的農業干旱和水文干旱，并形成"森林喪失-氣象干旱-野火"的破壞性反饋循環。
該研究的重要意義在于為不同氣候帶制定了針對性的緩解策略：寒帶地區應重點保護原始林并促進闊葉樹種恢復；熱帶雨林氣候區需加強原始林保護和自然更新；熱帶草原氣候區則需要更積極的干預性恢復措施。同時，通過建立生態廊道、優化土地利用規劃等措施增強森林連通性，可有效減輕森林喪失的不利氣候影響。
這項研究不僅深化了對森林-氣候反饋機制的理解，更為全球尺度的森林保護、生態恢復和氣候變化適應策略提供了關鍵科學依據，對維護全球生態安全和氣候穩定具有深遠意義。
