高山夏季地表温度的增幅在空间上具有异质性，并且会因风和阳光的作用而加剧

《Ecology and Evolution》：Alpine Summer Surface Temperature Amplification Is Spatially Heterogeneous and Intensified by Wind and Sun

　　阿尔卑斯地区微地形对夏季地表温度的影响及气象因素的调节作用，通过对比开放和树桩丛生区域发现，开放区地表温度较自由空气（2米高度）放大5.6±0.1°C，树桩丛生区为4.4±0.1°C，风力和太阳辐射增强放大效应，8×8米范围内地表温度日变化范围达9.9°C，揭示微气候显著异质性。

　　本研究探讨了高山生态系统中微地形对气候变暖的缓冲作用，以及微气候在不同微地形条件下的空间和时间变化特征。研究团队在加拿大阿尔伯塔省的Cardinal Divide地区，选取了八个配对的开放和克鲁姆霍尔茨（krummholz）微地形区域，使用热电偶记录夏季白天地表温度与自由空气温度之间的差异，并分析这些微气候在8×8米小范围内如何变化。研究结果表明，微地形在高山环境中可能对局部温度产生显著影响，进而影响高山植物的生存条件和多样性。此外，研究还发现，自由空气温度数据在气候模型中可能无法准确反映高山植物所处的实际微气候条件，因此需要更精确的表面温度模型来评估高山生态系统对全球变暖的响应。

高山生态系统以其复杂的微气候而著称，这些微气候与植物的生长和生存密切相关。高山地区的温度变化比低海拔和低纬度地区更为剧烈，导致植物群落的组成和多样性发生改变。然而，目前大多数研究仍然依赖于标准的2米高度的自由空气温度数据，而这些数据可能无法准确反映地表和浅层土壤的实际温度情况。地表温度对植物的生长和生存至关重要，因此了解地表温度的变化及其与自由空气温度之间的关系对于预测未来高山植物群落的变化具有重要意义。

在高山环境中，温度的变化不仅受到宏观环境的影响，如纬度和海拔，还受到中观和微观因素的调控。这些因素包括地形特征、风速、太阳辐射以及植物自身的遮蔽作用。例如，树木的遮蔽可以减少地表温度的升高，而风速则可能通过增强对流作用加速地表的升温。研究发现，在风速为3米/秒、太阳辐射为900瓦/平方米的条件下，开放区域的地表温度比自由空气温度高出21°C。相比之下，克鲁姆霍尔茨区域的地表温度虽然也有一定的升高，但幅度相对较小，且存在更多的缓冲效应。

研究还揭示了地表温度在8×8米范围内具有高度的空间异质性。某些区域的地表温度变化幅度高达9.9°C，这一数值与1公里海拔变化所带来的干空气绝热递减率相当。这种微气候的显著差异表明，高山植物可能在很小的空间尺度上经历极端的温度变化，这对其适应性和生存策略提出了更高的要求。此外，克鲁姆霍尔茨区域的温度范围变化幅度比开放区域更大，这可能与树木和灌木的覆盖密度有关。例如，树木的遮蔽作用可能在某些区域有效降低白天的最高温度，但在其他区域则可能因遮蔽不足而加剧地表的升温。

研究结果还指出，树木和灌木的覆盖在一定程度上影响了地表温度的昼夜变化。具体来说，树木和灌木能够降低白天的最高温度，从而减少昼夜温度范围，但它们对最低温度的影响则是积极的，即在某些情况下会增加最低温度。这种复杂的相互作用说明了克鲁姆霍尔茨区域的微气候并非单一或均匀的，而是受到多种因素的影响。因此，在进行高山生态系统研究时，不能简单地将自由空气温度数据用于预测地表温度变化，而需要更精细的微气候模型。

此外，研究还强调了微气候在高山生态系统中的重要性。高山植物通常具有较强的抗逆性，能够在极端环境中生存。然而，随着全球变暖的加剧，这些植物所处的微气候可能会发生变化，从而影响其生存能力。因此，需要更深入地了解高山微气候的变化趋势，以便更好地评估气候变化对高山植物群落的影响。这包括对微地形、风速、太阳辐射等环境因素的综合分析，以及对不同植被类型对微气候的影响的研究。

在方法上，研究团队采用了自然实验的方法，比较了开放和克鲁姆霍尔茨区域的地表温度变化。他们选择了八个不同的地点，这些地点位于相似的海拔和坡度上，以确保研究结果的可比性。每个区域的测量点都按照特定的模式分布，以便全面捕捉微气候的变化特征。通过热电偶测量，团队能够获得高精度的地表温度数据，并结合气象站的自由空气温度数据进行对比分析。

研究结果表明，自由空气温度和地表温度之间的差异在不同微地形条件下存在显著变化。开放区域的地表温度普遍高于自由空气温度，而克鲁姆霍尔茨区域则表现出一定程度的缓冲作用。这种差异不仅反映了微地形对温度的影响，也揭示了高山生态系统中微气候的复杂性。研究还发现，风速和太阳辐射的组合对地表温度变化有显著的交互作用，这可能对高山植物的生长和繁殖产生深远影响。

研究团队进一步分析了不同植被类型对地表温度的影响。例如，树木和灌木的覆盖可以有效降低白天的最高温度，从而减少昼夜温度范围，而裸露的岩石和土壤则可能对最低温度产生显著影响。这些发现为理解高山微气候的变化提供了新的视角，并强调了植被类型在调节地表温度方面的重要性。

总体而言，本研究揭示了高山微气候的复杂性和多样性，并指出当前的气候模型可能无法准确反映高山植物所处的实际环境条件。因此，需要进一步开发适用于高山环境的微气候模型，以更好地评估气候变化对高山植物的影响。此外，研究还强调了微地形在高山生态系统中的缓冲作用，这可能为高山植物提供一定的避难所，从而减轻气候变化带来的压力。未来的研究应更加关注微气候的变化特征，以及其对高山植物适应性的影响，以制定更有效的保护和管理策略。