全球气候变化背景下，极端气候事件日益频繁，严重影响森林生态系统的稳定性和生产力。植被物候是评估森林对气候变化响应能力的重要指标，对于调节陆地碳循环和水循环至关重要。通过遥感技术监测的地表物候变化，有助于理解森林对极端气候的适应机制，降低生态风险和经济损失。

近日，实验室气候变化影响评估与人地系统孪生团队马勤教授基于卫星遥感数据定量分析，揭示了森林生态系统对气候极端事件响应的时空异质性，强调亟需因地制宜地制定森林资源保护策略，通过丰富树种和林龄组成的多样性提升生态系统韧性，以应对日益加剧的极端气候事件。研究成果发表于《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》。

图1. 2022年夏季极端高温干旱导致南师大校内树木提前落叶

2022年夏季在异常高温干旱的炙烤下，校园内的梧桐树纷纷落叶，比往年提早了一个多月进入秋季落叶期（图1）。此类异常现象在我国长三角地区是否普遍存在，其背后的机理是什么？带着这些问题，团队利用长三角地区2000-2022年MODIS卫星遥感数据提取了森林秋季物候开始日期，定量分析了高温干旱极端气候事件对森林秋季物候的影响（图2），并探讨了不同气候因子、地形特征及森林结构下森林秋季物候对极端气候事件的响应差异及可能原因。

研究发现，在极端高温干旱年份，长三角地区森林的秋季物候平均提前了8.4天（图3）。然而，森林对极端气候的响应在不同的气候条件、地形特征和森林属性下表现出明显差异。具体而言，夏季温度每升高1°C，秋季物候平均提前约1.49天。地形因素也影响着物候变化，平坦的低海拔地区森林表现出更高的脆弱性，而高海拔山区的森林物候受影响较小：高程每降低100m，秋季物候提前1天；坡度每降低5度，秋季物候提前约1.4天（图4）。地形引起的局部气候水文特征对植被在高温干旱时的水热供需平衡起到调节作用，同时地形也影响着森林树种和结构的空间分布。研究表明，针叶林受影响最小，而成熟、高大的森林表现出更强的抵抗力（图5）。

图2.根据每年长三角地区高温（Heatwave）、干旱（Flash Drought）、及复合（Compound）事件影响的面积比，将2022年认定为极端高温干旱年，2008、2009、2010、2011、2015和2021年为气候正常年份。

图3. 2022极端高温干旱年与正常年份秋季物候开始日期的差值，表明极端高温干旱导致秋季物候平均提前了8.4天开始，且整个长三角地区约78%的面积发生了提前。

图4.地形因子（高程、坡度、坡向）与秋季物候变化的关系显示高程每降低100m，秋季物候提前1天。坡度每降低5度，秋季物候提前约1.4天。阴坡的植被比阳坡表现出对极端高温干旱事件更强的抵抗力。

图5.森林年龄与秋季物候的关系显示成熟林比幼龄林对极端气候事件的抵抗力更强，该现象在不同森林类型中表现出一致的规律。

文章信息：

Wei Zhou, Zhenpeng Tian, Yao Zhang, Weimin Ju, Mou Leong Tan, Yun Yang, Fangfang Sun, Lu Dai, Jing Liu, Honggang Sun, Qin Ma*. Macro- and Micro- Climate-Controlled Impacts of Heatwave with Drought on the Autumn Phenology of a Subtropical Forest Ecosystem, Journal of Geophysical Research Biogeosciences,2025,130:1-21.https://doi.org/10.1029/2025JG008812

数据共享：

周维，马勤等，2025，“长三角500m森林秋季物候数据集(2000-2022年)”，https://doi.org/10.12009/YRDR.2025.3002.ver1.db，国家地球系统科学数据中心-长江三角洲分中心，第一版.（http://geodata.nnu.edu.cn)