近日，南京信息工程大学生态与应用气象学院周国逸教授团队在《The Innovation》发表了题为“Climate effects of ecosystem change converge according to the ratio of the daytime to daily vapor flux”的研究论文，提出了研究生态系统变化气候效应的新途径，即使用日间与全天水汽通量比（RATIO）来评估生态系统变化对气候的影响。《The Innovation》是由中国科学院与Cell Press合作出版的综合性期刊，中科院分区为1区，影响因子33.2。
生态系统变化的气候效应通过一致的生物物理和生物地球化学过程（如蒸散、碳同化、呼吸等）形成内在耦合关系，类似于同一化学反应的不同产物。RATIO由生态系统蒸散量计算得出，与气候效应所依赖的生物物理和生物地球化学过程高度相关，并已被证明与能量通量和碳吸收紧密耦合。
目前研究生态系统变化对气候影响的方法主要分为黑箱和白箱途径。黑箱途径侧重输入与输出的统计关系，不关注生态系统内部过程，常用于增温、CO2增加或降水变化的实验研究；白箱途径则尝试解析生态系统内部的生物物理和生物地球化学过程，以建立因果关系，常用于生态系统模型。然而，这两种途径在捕捉生态系统复杂性和全面性方面均存在局限。
本研究提出了一种全新的“快速通道”途径。我们关注黑箱中的过程，但不试图完全打开它，而是借助一个易观测的“信使”指标——RATIO。RATIO反映生态系统变化对气候的影响，而不是生态系统变化本身。因此，快速通道途径从已知的RATIO开始，而不是像黑箱和白箱途径那样从生态系统变化开始（图1）。通过这一途径，能高效捕捉生态系统复杂性，并在任意时空尺度下评估和预测生态系统变化的气候效应。
研究表明，基于西半球建立的每日RATIO与变量间的关系，可以准确预测东半球相应变量的变化。这意味着，某一生态系统的涡度协方差观测结果可以通过RATIO映射到其他生态系统。这一规律同样适用于预测以森林和农田为基础的其他生态系统的变量变化。
此外，通量、能量和物质变量的时间趋势随每日RATIO表现出规律性变化。例如，气温在不同RATIO范围内表现出不同程度的升温或降温趋势。利用RATIO可以预测生态系统变化对不同气候区（包括青藏高原）地表温度的影响，这与先前的诸多研究高度一致，且与蒸散量相比，RATIO更能指示生态系统变化对地表温度的影响。
图1 图文摘要
该论文以南京信息工程大学为第一单位，我院博士生华朗钦、李琳和陈文静为共同第一作者，周国逸教授为通讯作者。其他合作作者包括：我院硕士生王雪梦、中国科学院庐山植物园熊鑫。该研究得到国家自然科学基金、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项等项目支持。
论文信息：Langqin Hua, Lin Li, Wenjing Chen, Xuemeng Wang, Xin Xiong, Guoyi Zhou*. Climate effects of ecosystem change converge according to the ratio of the daytime to daily vapor flux. The Innovation, Volume 6, Issue 1, 2025, 100733. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100733
