在“全球變化及應(yīng)對(duì)”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，“基于多源衛(wèi)星遙感的高分辨率全球碳同化系統(tǒng)研究（2016YFA0600200）”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在城市氣候變化和植被光合物候監(jiān)測(cè)方面取得新進(jìn)展。
　　基于城市地區(qū)與郊區(qū)之間的溫度和CO2梯度差異，南京大學(xué)居為民和張永光教授團(tuán)隊(duì)結(jié)合高空間分辨率葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)（OCO-2 SIF）提出一種城市-郊區(qū)梯度的植物光合作用和光合生理狀況研究方法。將北半球中高緯度地區(qū)880個(gè)城市及周圍的郊區(qū)作為研究區(qū)，分別提取了城市和郊區(qū)植被的光合物候信息和結(jié)構(gòu)物候信息。結(jié)果顯示：相較于郊區(qū)植被，城市地區(qū)植被的光合作用開始時(shí)間、達(dá)到峰值的時(shí)間通常較早，其光合作用結(jié)束時(shí)間通常較晚，因此城市地區(qū)植被通常具有較長(zhǎng)的生長(zhǎng)期。該種差異在北半球幾乎所有城市中均存在，且在半干旱地區(qū)更為顯著（圖1）。進(jìn)一步研究表明，植被光合物候開始期和峰值期提前的主要影響因素是溫度和大氣CO2, 而影響植被光合物候結(jié)束期延后的主要影響因素是大氣CO2。研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)不同排放情景（不同的RCP情景）預(yù)測(cè)的未來大氣CO2濃度和地表溫度，對(duì)未來20年植被光合物候的變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)（圖2），發(fā)現(xiàn)未來生長(zhǎng)季長(zhǎng)度會(huì)延長(zhǎng)5.9–11.4天/每10年。
　　該研究揭示了全球變化尤其是升溫和CO2濃度升高對(duì)植被光合作用的促進(jìn)作用，也表明城市生態(tài)系統(tǒng)可以作為未來自然生態(tài)系統(tǒng)氣候變化研究的天然實(shí)驗(yàn)室，相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Ecology & Evolution雜志上。

圖1基于衛(wèi)星日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒膺b感的城鄉(xiāng)植物春季物候開始期（SOS）的差異。
從左至右，分別為北半球880個(gè)城市的空間分布、緯向分布及不同氣候區(qū)的分布

圖2 對(duì)未來20年植被光合物候的預(yù)測(cè): 包括生長(zhǎng)季開始(SOS)、生長(zhǎng)季旺季(POS)和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度(GSL)