地球環境研究所提出植被校正地表溫度獲取全新世氣溫的方法框架

絕大多數地質材料（如黃土）主要記錄的是陸地或海洋表面的溫度變化，而非我們通常關注的近地表氣溫。與海洋相比，陸地多變的地表條件和復雜的陸-氣相互作用可能導致二者變化趨勢的不同。因此，受地表微環境影響的重建的地表溫度變化可能會表現出更強的區域性特征，這給跨區域以及代用指標與模型之間的溫度比較帶來了巨大挑戰。

近期，地球環境研究所“極端氣候事件及影響”團隊（EXCEIS），結合現代觀測，古溫度重建以及古氣候模擬等技術手段，量化了植被對全新世地表和大氣溫度變化差異的影響，并提出了植被校正地表溫度獲取全新世氣溫的方法框架。研究者首先利用對溫度敏感的細菌膜脂（brGDGTs）重建了黃土高原西部多哇剖面2.7萬年以來的地表溫度歷史，發現該區域全新世整體呈降溫趨勢，這與現有氣候模型的“中全新世大暖期”理論以及古土壤發育特征存在矛盾。接著通過現代氣象數據，揭示了植被/土壤濕度是調節區域地表溫度和大氣溫度差異的關鍵因素，并量化了這些影響（圖1）。最后，根據現代過程結果，將區域過去的地表溫度轉化成大氣氣溫。結果顯示，氣溫在早全新世上升，中全新世達到最高，而晚全新世逐漸降溫（圖2）。這一三階段模式與全球氣候重建結果基本一致。本研究通過植被與水分反饋機制，調和了地表溫度與氣溫趨勢的分歧，對更好的闡明陸-氣熱力相互作用、優化古氣候代用指標與模型的對比具有重要意義。

該研究在線發表在國際學術期刊Global and Planetary Change上。盧紅選副研究員和柳中暉研究員為共同通訊作者，劉衛國研究員和孫有斌研究員也做出了重要貢獻。此項工作受到中國科學院以及國家自然科學基金委的共同資助。

Hongxuan Lu*, Weiguo Liu, Huanye Wang, Xingxing Liu, Zeke Zhang, Shugang Kang, Yitao Liu, Zheng Wang, Weijuan Sheng, Xu Liu, Youbin Sun, Zhonghui Liu*. 2026. Inferring Holocene air temperatures from vegetation-corrected land temperatures, Global and Planetary Change, 257, 105266.https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.105266

圖1植被調控地表溫度變化

圖2?全新世地表溫度和大氣溫度脫耦