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为探究热带森林砍伐对降水影响，研究人员分析亚马逊雨林，发现干湿季降水响应相反，该成果意义重大。
在地球的生态系统中，亚马逊雨林犹如一颗璀璨的 “绿色明珠”，对全球气候和生态平衡起着至关重要的作用。然而，近几十年来，这片雨林正遭受着前所未有的砍伐危机。快速的森林流失不仅影响了全球碳循环、气候变化以及生物多样性，还对区域的水循环产生了深远影响。
森林砍伐与降水之间的关系一直是科学界关注的焦点。以往研究利用基于卫星数据的 “空间换时间” 移动窗口方法，发现热带森林砍伐会导致降水大幅减少。但这种方法存在局限性，它主要强调了局部效应，而对与中尺度大气环流和区域降水循环相关的非局部效应估计不足或混为一谈。而且，目前对于森林砍伐如何在不同空间尺度上影响降水，特别是区分局部和非局部效应，以及干湿季降水循环变化的理解还十分有限。
为了深入探究这些问题，南方科技大学环境科学与工程学院等机构的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《Nature》上，为我们理解森林砍伐与降水之间的复杂关系提供了新的视角。
研究人员主要运用了区域气候模型（WRF）与高分辨率卫星森林覆盖数据集相结合的技术方法。通过设置不同的森林覆盖情景，对比模拟结果，来量化亚马逊雨林砍伐对降水的影响。同时，利用水汽示踪模块（WVT）和 CLM-tiling 陆面方案，进一步分析降水变化的机制。
研究期间，亚马逊地区 60.19% 的网格单元发生了森林流失。在湿季（12 月、1 月和 2 月，DJF），气候模拟显示，森林砍伐导致砍伐区域的降水显著增加（Δ = ），且网格尺度的正降水效应与森林损失率呈正相关，森林覆盖率每下降 1 个百分点，降水增加 。但这种增加在 20 公里范围内迅速减弱，在 60 公里以外的缓冲区降水开始减少。在干季（6 月、7 月和 8 月，JJA），森林砍伐区域的降水则显著减少，在 40 - 60 公里的缓冲区降水减少最为明显，且降水变化的空间异质性较低。从大陆尺度来看，亚马逊雨林砍伐在湿季和干季均导致降水减少。
利用水汽示踪模块，研究人员将降水效应分解为局部和非局部两个部分。在湿季，局部效应在砍伐区域呈现正降水效应，但在缓冲区为负，且在 60 - 100 公里处减少最多。非局部效应则在砍伐区域有较大的正降水增加，主要由中尺度大气环流变化引起，但在缓冲区迅速减弱。在干季，从 0 - 1000 公里的缓冲区，降水变化的两个来源均为负，且局部效应主导了降水的减少。这表明，在不同季节，雨林的蒸散（ET）对区域降水的调节作用不同，湿季中尺度大气环流对降水影响较大，而干季雨林 ET 对调节干旱事件更为重要。
研究人员通过对比干湿季大陆地表的 ET 变化和 10°S - 15°S 区域垂直剖面的水汽变化，发现湿季砍伐区域 600 - 800 hPa 的水汽显著增加，而干季地表 ET 大幅减少。不同的水汽响应导致了森林砍伐对降水的不同影响。此外，研究还发现，森林砍伐导致的局部变暖会引起垂直空气运动和地表空气汇聚，进而影响中尺度大气环流。但湿季的水汽补偿比干季更明显，这是导致降水响应季节性反转的原因。
这项研究揭示了亚马逊雨林砍伐对降水影响在干湿季的反转现象，强调了局部效应和非局部效应在不同季节和尺度上对降水影响的复杂平衡。这一成果对于理解森林砍伐与降水之间的反馈机制具有重要意义，为区域气候研究提供了新的认识。同时，研究也指出，未来需要进一步研究不同方法在评估降水响应方面的有效性，以及森林砍伐非局部效应的不确定性。在实际应用中，这些发现有助于制定更合理的环境管理和土地利用规划策略，以减轻森林砍伐对亚马逊地区生态系统服务的负面影响。例如，在雨林砍伐区域，湿季降水增加可能加剧洪水风险，影响农业生产；而在更大尺度上，持续的森林砍伐可能导致总降雨量下降，威胁生物多样性和农业经济。因此，保护亚马逊雨林、合理规划土地利用对于维护区域生态平衡和可持续发展至关重要。
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