港大研究揭北半球凍土區「綠化」背後恢復力減弱 大氣乾旱加劇成關鍵威脅

香港文匯報訊（記者 莫楠）凍土區常被稱為地球的「冰封心臟」，正經歷快速暖化。過去衛星觀測發現，北極及北方森林生態系統普遍出現植被「綠化」現象。然而，香港大學社會科學學院地理系教授周宇宇領導的國際研究團隊，利用2000年至2023年MODIS衛星遙感觀測數據，結合長期趨勢、季節性及氣候影響調整的分析框架，透過衛星植被指數（kNDVI）的時間自相關性評估北半球多年凍土區植被韌性，並運用可解釋的人工智能機器學習方法，識別與韌性變化相關的關鍵環境因素。結果發現，儘管北半球多年凍土區植被持續「綠化」，其生態韌性在經歷一段時間增強後，於2008年前後出現廣泛逆轉與下降，凸顯大氣乾旱與氣候極端事件對高緯度地區碳匯穩定性的潛在威脅。研究已於頂尖學術期刊《自然·植物》發表。

研究發現，北半球多年凍土區植被韌性在2008年前顯著增強，但2008年後廣泛逆轉下降，現象在針葉林、灌叢、草原等各植被類型及不同多年凍土帶中均表現一致，其中西伯利亞東部和青藏高原東部韌性下降尤為急劇。研究亦揭示，儘管植被持續綠化，其恢復力在2008年後普遍減弱，伴隨植被碳吸收年際變異性顯著增加，顯示生態系統緩衝環境波動的能力正在減弱，更易受氣候極端事件衝擊。

藉助基於機器學習的AI歸因分析，團隊發現氣候因素對多年凍土植被韌性變化起主導作用，其中蒸氣壓差（VPD，大氣乾燥程度的重要指標）成為與韌性下降關聯最強的環境預測因子。研究指出，氣溫上升推動飽和蒸氣壓持續升高，而實際蒸氣壓增幅在2008年後放緩，伴隨海洋蒸發及水汽輸送變化，導致大氣乾旱加劇，對植被穩定性構成嚴重製約。

同時，急性干擾如野火會顯著降低植被韌性，反覆發生野火更會將生態系統困於停滯的演替狀態，阻礙成熟穩定植被恢復。此外，對比15個全球動態植被模型（DGVMs，來自TRENDY v7計劃）模擬結果發現，絕大多數模型未能重現觀測到的韌性逆轉現象，低估氣候變暖下高緯度碳匯面臨的潛在風險，凸顯未來氣候預測模型急需改進對大氣乾旱與水分動態的表徵。

領導研究的周宇宇指出，研究挑戰傳統認知：即使北半球多年凍土區植被變得更翠綠，反映其受擾動後恢復能力的指標卻呈下降趨勢。這一廣泛韌性逆轉與大氣乾旱加劇密切相關，凸顯高緯度生態系統在氣候變化下面臨的潛在風險。