近日，复旦大学环境科学与工程系余兆武团队在我系主流期刊《Ecological Indicators》发表了题为《Satellite-driven evidence of forest-induced temperature variability and its biophysical and biogeochemical pathways across latitudes》的研究论文。该研究基于多源卫星数据，系统揭示了全球森林对地表温度的时空调控效应及其背后的生物物理与生物地球化学机制，为森林管理与气候政策制定提供了科学依据。

在全球气候变化背景下，极端天气事件频发，森林生态系统对区域气候的调节功能备受关注。森林通过碳汇作用减缓温室效应，同时通过蒸腾、反照率等生物物理过程影响局地气候。然而，不同气候带森林的增温或降温效应存在显著时空异质性，其机制尚不明晰。余兆武团队通过20年的卫星观测数据，在全球尺度上量化了森林对地表温度的影响模式及驱动因素，为系统理解全球森林的局地降温效应提供了认识。

主要研究发现如下：1. 全球森林局地气候效应的气候带差异显著：北方森林全年呈现显著增温效应（+1.99°C），主要由夜间增温驱动，与净生态系统交换（NEE）和蒸腾（ET）路径密切相关。温带森林白天降温效应显著（北半球-0.48°C，南半球-0.91°C），但冬季转为增温，降温主要依赖碳汇（NEE）路径。热带森林全年稳定降温（-2.11°C），主要由蒸腾作用主导，且近20年效应波动极小。2. 长期趋势与机制解析。2001—2021年间，北方森林增温效应以每年+0.03°C的速率缓慢增强，可能与气候变暖加剧干旱有关；而热带森林的降温效应则保持高度稳定。生物物理（蒸腾、反照率）与生物地球化学（碳汇）路径的协同作用，是森林调控温度的关键。增强的蒸腾与反照率可同步放大降温效应，而碳汇减少则对局地降温具有非同步但显著的全球尺度影响。3. 跨尺度验证。通过小波相干分析，研究发现森林的温度调控效应与关键环境变量（NEE、ET、反照率）在年际尺度上存在强关联，进一步验证了多路径协同作用的时空规律。

图1 全球地表温度变化（ΔLST）的分布及纬度趋势。

图2 2001 年至 2021 年四个气候区气候变量的双变量小波相干分析结果

该研究首次整合了全球森林的温度调控效应及其驱动机制，揭示了不同气候带森林管理的优先级。例如，热带森林的保护对维持全球降温效应至关重要，而北方森林需关注气候变化下的生态适应性（关注森林面积增加与温度上升的正反馈机制）。研究结果为《巴黎协定》框架下的森林碳汇政策、区域生态修复工程提供了数据支撑，也为应对极端气候事件提供了新思路。 

论文第一与通讯作者为复旦大学环境科学与工程系余兆武，合作团队包括俄克拉荷马大学、香港科技大学等研究人员。研究得到国家自然科学基金面上项目（42171093）、国家重点研发计划（2024YFF1307000）上海市科技创新行动计划（212R1408500）等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2025.113545

近年来，余兆武团队围绕基于自然的气候缓解与适应方案，从城市、区域到全球尺度开展了系列研究，取得了系列研究成果如下：

（1）Zhaowu Yu*, Siheng Li, Wenjun Yang, Jiquan Chen, Mohammad A. Rahman, Chenghao Wang, Wenjuan Ma, Xihan Yao, Junqi Xiong, Chi Xu, Yuyu Zhou, Jike Chen, Kangning Huang, Xiaojiang Gao, Rasmus Fensholt, Qihao Weng, Weiqi Zhou*. Enhancing Climate-Driven Urban Tree Cooling with Targeted Nonclimatic Interventions, 2025, Environmental Science & Technology, doi: 10.1021/acs.est.4c14275  

（2）Siqi Zhou, Zhaowu Yu*, Weiyuan Ma, Xihan Yao, Junqi Xiong, Wenjuan Ma, Shuyao Xiang, Qi Yuan, Yingying Hao, Dongfan Xu, Benyao Wang, Bin Zhao*. Vertical canopy structure dominates cooling and thermal comfort of urban pocket parks during hot summer days. Landscape and Urban Planning, 2024, 254, Doi: 10.1016/j.landurbplan.2024.105242 ( ESI高被引论文 ).

（3）Xihan Yao, Shan Jin, Zhuohui Zhao, Ranhao Sun, Chunfang Wang, Zhaowu Yu*. A novel integrated socio-ecological-economic index for assessing heat health risk, Ecological Indicators, 2024,169, Doi: 10.1016/j.ecolind.2024.112840

（4）Zhaowu Yu*, Jiaqi Chen, Jike Chen, Wenfeng Zhan, Chenghao Wang, Wenjuan Ma, Xihan Yao, Siqi Zhou, Kai Zhu, Ranhao Sun. Enhanced observations from an optimized soil-canopy-photosynthesis and energy flux model revealed evapotranspiration-shading cooling dynamics of urban vegetation during extreme heat, Remote Sensing of Environment, 2024, 305, doi: 10.1016/j.rse.2024.114098 ( ESI高被引论文 ).

（5）Xinyu Bai, Zhaowu Yu*, Siqi Zhou, Xiaohan Sha, Siheng Li, Xihan Yao, Xiaolei Geng, Quantifying threshold and scale response of urban air and surface temperature to surrounding landscapes under extreme heat, Building and Environment, 2024, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.111029 

（6）Yingnan Li, Dongli Lin, Yuhan Zhang, Zipeng Song, Xiaohan Sha, Siqi Zhou, Cen Chen, Zhaowu Yu*. Quantifying tree canopy coverage threshold of typical residential quarters considering human thermal comfort and heat dynamics under extreme heat, Building and Environment, 2023 (233), doi: 10.1016/j.buildenv.2023.110100 (ESI高被引论文 ).

（7）Wanben Wu, Zhaowu Yu*, Jun Ma, Bin Zhao*. Quantifying the influence of 2D and 3D urban morphology on the thermal environment across climatic zones, Landscape and Urban Planning, 2022, 226, doi: 10.1016/j.landurbplan.2022.104499. (ESI高被引论文 ).

团队主页：https://www.researchgate.net/profile/Zhaowu-Yu/research

供稿：余兆武课题组

审核：张立武