中國科學院地球環境研究所

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中國科學院地球環境研究所(以下簡稱「地球環境所」)成立於1999年，前身是1985年成立的中國科學院西安黃土與第四紀地質研究室，是中科院知識創新一期工程中唯一升格為研究所的單位。

目錄

機構簡介

地球環境所以「探索地球環境奧秘、服務生態文明建設」為使命，瞄準地球科學科技前沿，開展多尺度氣候環境變化機理研究，致力於為地球系統科學發展做出創新性貢獻，面向人與自然和諧共存的重大需求，為黃土高原及我國西部生態屏障建設提供戰略科技支撐。

地球環境所秉承「如履薄冰、奮發圖強」的黃土精神，紮根西部、砥礪前行，提出了一系列原創理論，使中國黃土成為國際公認的全球變化三大支柱之一，不斷引領黃土與全球變化研究。研究成果8次獲國家自然科學獎，3次入選中國科學十大進展。黃土與第四紀地質國家重點實驗室連續7次評估優秀，研究所兩次國際化評估中被認定為「世界級的大陸環境變化研究中心，具有世界級研究水平」。

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地球環境研究所揭示動態植被反饋引起全新世降水長期演變趨勢

全新世作為與人類文明演化緊密聯繫的一個典型間冰期，其氣候長期演化趨勢及其動力機制一直以來都是人們關注的重點。釐清全新世氣候不同時間尺度氣候演化機理對理解過去和預估未來氣候有着重要的科學意義。然而，在地質記錄相對較豐富的東亞區域，降水記錄重建及其機理解釋仍存在較大不足和分歧。比如，東亞區域全新世降水峰值是在早全新世還是中全新世，或者是其他時段，其長期演化趨勢動力機制等這些關鍵問題仍未得到解決。

最近，中科院地球環境研究所李新周正研級高級工程師及其合作者，利用公共地球系統模式(The Community Earth System Model, CESM)，分別開展了有（DV）、無（nDV）動態植被的兩組全新世瞬變數值模擬試驗。DV試驗結果表明：在太陽輻射和溫室氣體共同驅動下，東亞區域全新世地表植被發生明顯更替，即自中全新世以來，中國北方喜暖喜濕（如溫帶落葉闊葉林）和高寒植被逐漸退出中國北方，取而代之的是喜旱喜溫（如北方針葉常綠林）植被擴張，與地質記錄（孢粉等）一致（圖1）。對比有、無動態植被瞬變試驗結果認為，動態植被長期演化及其反饋是引起中國北方中全新世降水出現峰值及其之後呈顯着下降趨勢（圖2c）的主要控制因子。

能量平衡分析認為，地表植被改變引起地表感熱通量持續增加，是導致中全新世（約7.8kyr BP）以來中國北方降水呈顯着下降趨勢的主要原因。中全新世以來地表植被動態異常，吸收更多太陽輻射，植被蒸騰增加，從而使得地表感熱通量持續增加，導致對流層底層大氣穩定度持續增加，垂直上升氣流持續減弱，降水持續減少。而無動態植被（nDV）瞬變試驗未模擬出與地質記錄吻合的降水下降趨勢（圖2d）。但有、無動態植被的全新世瞬變試驗均顯示東亞夏季風早全新世以來呈明顯下降趨勢，與北半球夏季太陽輻射同步。另外，之前多項研究發現僅有地球軌道強迫時，太陽輻射變化可引起早全新世以來東亞區域降水顯着下降趨勢，但當綜合考慮太陽輻射和溫室氣體（nDV瞬變試驗）時，降水趨勢消失（圖2d）。可見，動態植被長期演化及其反饋是中國北方全新世降水長期演化的主要影響因子，而東亞夏季風次之。