
图1.吉林西部大面积盐碱地改良为水稻田
东北地理所土地系统遥感学科组研究人员,通过耦合地面气象观测数据、卫星遥感观测数据和区域气候模式情景模拟的方式,系统评估了吉林西部盐碱地转变为水稻田通过改变地表参数主要是叶面积指数和反照率,进而影响局地气温和相对湿度的效应和生物地球物理机制。基于遥感观测的研究结果表明,盐碱地种稻使叶面积指数显著增加,主要集中在生长季七月和八月;受水稻田灌水的影响,盐碱地种稻会导致五、六月份反照率显著降低。生长季内,叶面积指数和反照率对盐碱地种稻的响应差异直接影响着地表辐射过程和非辐射过程的权衡。

图2.吉林西部盐碱地和水稻田反照率的叶面积指数统计值
基于数值模拟的研究结果表明,盐碱地种稻有助于降低局地气温和增加相对湿度。这种降温、增湿效应的幅度在生长季的不同月份表现出显著的差异性 (图3),并主要体现在七、八月份,其中,盐碱地种稻会导致七月份气温降低0.66 °C,相对湿度增加2.35%,八月份气温降低0.67°C,相对湿度增加2.11%。通过剖析其生物地球物理机制发现,本研究中,以蒸散降温为主导的非辐射过程在调节区域气候过程中占主导地位,而蒸散发降温与反照率增温的权衡决定了生长季内气温和相对湿度的响应差异。

图3. 盐碱地种稻对气温和相对湿度的影响
该研究为盐碱地改良的效应评估提供了新的视角,盐碱地改良不仅对增加粮食产量和改善生态环境等方面具有重要作用,在调节局地气候方面也具有十分重要的价值。相关成果发表于遥感领域主流SCI期刊Remote Sensing上,主要工作由东北地理所土地系统遥感科学组于灵雪副研究员、杨久春副研究员、张树文研究员,信息中心卜坤高级工程师等共同完成,相关工作得到国家自然科学基金面上项目(42071025)、国家科技基础资源调查专项子课题(2017FY101301)等资助。
论文信息:
Yu, L.; Yang, J.*; Bu, K.; Liu, T.; Jiao, Y.; Li, G.; Pu, L; Zhang, S. Impacts of Saline-Alkali Land Improvement on Regional Climate: Process, Mechanisms, and Implications. Remote Sens. 2021, 13, 3407. https://doi.org/10.3390/rs13173407