积雪变化对植被总初级生产力（GPP）有重要影响，这种影响关系具有强烈的空间异质性，但积雪下垫面对这一影响的作用目前尚不清楚。下垫面是区域地理环境的综合反映，与气候、地形、海拔、纬度等因素密切相关。已有研究发现下垫面类型对积雪变化如何影响植被生产力有重要作用，然而目前尚未得到一致的结论。
我国东北地区具有最典型的森林、草原、农田植被。南京大学高分辨率遥感实验室以东北地区为例，利用多源遥感数据量化了1982–2015年积雪变化对植被生产力的影响，揭示了积雪与林地、草地和旱地下垫面植被生产力之间的关系。结果表明，对于草地和旱地，最大雪水当量（SWEmax）的增加会导致植被生产力的增加；而对于林地，植被生产力的变化主要受积雪物候指标的影响，即积雪终日（SCED）和积雪覆盖日数（SCD）分别在生长季初期（EGS）和峰值期（PGS）影响植被生产力。
具体而言，在旱地的植被生长各个阶段，积雪均与植被生产力的正相关关系更强。在生长季早期，草地的积雪和植被生产力的正相关关系最强；在生长季峰值期，旱地的积雪和植被生产力的正相关关系最强。而积雪物候参数（SCD和SCED）与林地植被生产力的负相关关系相比旱地和草地更大。
图1 积雪指标与生长季不同阶段GPP关系的空间分布
图2 不同下垫面类型GPP对积雪变化的响应差异
对于草地和旱地的积雪，在生长季早期和峰值期，植被生产力的变化均受SWEmax正向影响强烈；对于林地的积雪，植被生产力的变化在生长季早期主要受SCED的负向影响，在生长季峰值期主要受SCD的负向影响。
图3 影响不同下垫面类型GPP的主要积雪指标
对于林地积雪，在生长季早期，SCD和SCED主要通过水分效应影响植被生产力，在生长季峰值期，SWEmax通过温度效应影响植被生产力；对于草地和旱地，SWEmax是植被生产力的主要影响指标，在生长季早期和峰值期均通过温度效应产生影响。
图4 积雪变化对不同下垫面类型GPP的影响模型
图5 积雪指标对不同下垫面类型GPP的影响效应
该研究强调了在积雪-植被关系中考虑下垫面类型的重要性，深化了我们对积雪变化如何影响林地、草地和旱地植被生产力的认识，为气候变化如何影响具有相似下垫面类型的生态系统提供了参考。
该研究成果近日以“Unraveling the effects of snow cover change on vegetation productivity: Insights from underlying surface types”为题发表于美国生态学会期刊Ecosphere。南京大学地理与海洋科学学院硕士生王蕴涵为论文第一作者，肖鹏峰教授为论文通讯作者，张学良副教授、博士生刘豪、硕士吴悠绿、硕士生孙立扬为论文合作作者。该研究得到国家自然科学基金项目（42171307）和南京大学关键地球物质循环前沿科学中心“GeoX”交叉项目资助。
Yunhan Wang, Pengfeng Xiao, Xueliang Zhang, Hao Liu, Youlv Wu, and Liyang Sun. 2024. “Unraveling the Effects of Snow Cover Change on Vegetation Productivity: Insights from Underlying Surface Types.” Ecosphere 15(5): e4855.
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