在“全球變化及應對”重點專項的支持下，“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）”項目團隊在城市氣候變化和植被光合物候監(jiān)測方面取得新進展。
　　基于城市地區(qū)與郊區(qū)之間的溫度和CO2梯度差異，南京大學居為民和張永光教授團隊結(jié)合高空間分辨率葉綠素熒光數(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間、達到峰值的時間通常較早，其光合作用結(jié)束時間通常較晚，因此城市地區(qū)植被通常具有較長的生長期。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。研究團隊根據(jù)不同排放情景（不同的RCP情景）預測的未來大氣CO2濃度和地表溫度，對未來20年植被光合物候的變化趨勢進行了預測（圖2），發(fā)現(xiàn)未來生長季長度會延長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濃度升高對植被光合作用的促進作用，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驗室，相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Ecology & Evolution雜志上。

圖1基于衛(wèi)星日光誘導葉綠素熒光遙感的城鄉(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個城市的空間分布、緯向分布及不同氣候區(qū)的分布

圖2 對未來20年植被光合物候的預測: 包括生長季開始(SOS)、生長季旺季(POS)和生長季長度(GSL)