生态学杂志 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (10): 3465-3478.doi: 10.13292/j.1000-4890.202610.027
陆戴晓峰,苑广辉*
LU Daixiaofeng, YUAN Guanghui*
摘要: 地表植被类型的改变通过生物物理效应影响着区域地表温度。本研究采用中尺度模式(WRF)对2018年东北地区进行模拟,设置保留区域内原有下垫面类型的模拟(2018_ctr)与将区域内全部森林下垫面类型替换为草地的模拟(2018_grass)两组实验,对比模拟结果得到森林和草地之间反照率(Albedo)、叶面积指数(LAI)、长短波辐射及各类热通量的变化差异,研究植树造林的生物物理效应及其对地表温度的影响。经WRF模拟结果与ERA再分析数据插值匹配后验证发现:WRF模式再现地表温度空间格局能力优异,相关系数达0.9258,虽整体模拟温度偏高,但误差可控,适用于本区域分析。研究表明,植树造林显著增加叶面积指数并明显降低冬季地表反照率,从而进一步影响地表温度,冬季白天东北地区北部植被替换区域,森林下垫面相比替换后草地地表升温超过0.8 K,夜间升温1 K。夏季白天该区域森林下垫面相比草地下垫面地表温度降低超过0.8 K,未发生植被替换区域增温0.8 K,夜间森林下垫面相比草地下垫面增温0.4 K。春秋季节昼夜变化类似,均为东北部地区增温,东南部降温。通过分析地表能量变化和直接分解温度理论(DTM)可知,白天增温主要源于地表短波辐射吸收增加,感热通量起抑制增温作用;造林引发的白天降温过程包含辐射、非辐射两类机制,夏秋季以短波辐射的吸收量减少为主,冬春季森林向大气输送的感热、潜热通量显著增大,地表热量损耗加剧,形成非辐射降温效应。春夏秋季夜间地表升温主要受长波辐射影响,夏季最为明显,冬季土壤热通量对地表起显著增温作用。