6月22日，記者從廣東省科學院獲悉，該院廣州地理研究所研究員蘇泳嫻團隊聯合中山大學、華南農業大學和南京信息工程大學的科研人員，揭示了森林“保耗水”和“增降溫”效應的關聯機制。相關系列研究發表于《水文學》《農林氣象》《國際環境》等雜志。
為什么不同地區植樹造林會帶來不同的水資源效應，即森林“保耗水”；為什么不同地區的森林會帶來不同的局地溫度效應，即森林“增降溫”。蘇泳嫻表示，厘清森林“保耗水”和森林“增降溫”的地理空間分布特征，揭示這些現象背后的影響機制，為指導“在對的地方干對的事情”，實現森林服務功能的最優化提供有力的理論支撐。
基于生物物理機制模型的森林熱環境效應研究，詳細揭示了地表反照率、顯熱通量、潛熱通量（蒸散）等相關生物物理因素對森林熱效應的影響。然而關于森林水資源效應研究，大多基于Budyko（布德科）簡易水熱框架的蒸散發公式，缺少詳細的森林生物物理過程描述，使得影響森林水資源效應空間分布規律的生物物理機制解析不足。
基于此，研究人員提出如下科學假設，森林“保耗水”和“增降溫”的本質是同一個生態學機制，是生物物理過程在水效應和熱效應上的不同體現。因此，研究人員突破現有水熱效應研究分割的現狀，通過生物物理過程將森林水熱效應耦合，揭示森林“保耗水”和“增降溫”之間的神秘關系。
研究人員首先對森林輻射傳輸方程進行改進，引入林內空氣層，將森林覆蓋的地表拆分成森林冠層和林下土壤層，然后分別構建了冠層的輻射傳輸平衡方程和土壤層輻射傳輸平衡方程，然后將兩者疊加，構建了森林覆蓋地表的三層能量輻射傳輸方程。該輻射傳輸方程能將林內氣溫和林下土壤溫度拆分出來，為分別研究生物物理過程對氣溫和土壤溫度的作用提供了技術支撐。
基于該三層能量輻射傳輸理論，研究人員進一步耦合水量平衡方程，從理論上將造林引起的徑流系數變化與森林生物物理過程關聯起來。研究人員在全球搜集了12個配對站點的徑流系數進行了精度驗證。
森林“保耗水”和“增降溫”的本質是同一生態學問題，是森林生物物理過程在水效應和熱效應上的不同體現。非潛熱通量（顯熱、長波輻射等）和潛熱通量等森林生物物理過程的權衡關系是決定“保水”還是“耗水”、“增溫”還是“降溫”的主要原因，氣候因子則起到調節該效應顯著程度的作用。
該研究對進一步科學合理的引導植樹造林，最終實現“綠水”“青山”“降溫”共贏，具有重要意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126529
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2019.107765
https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105080
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