近日，南京大学国际地球系统科学研究所田家旗助理教授联合新加坡国立大学、美国罗格斯大学、中国科学院地理科学与资源研究所等单位的合作者，基于过去20年的卫星遥感数据、地面物候相机网络观测数据与全球动态植被模型，结合扰动分析与机器学习等方法，首次在全球尺度揭示：非森林生态系统的变绿主要由最大绿度增加驱动，而温带和寒带等季节性森林的变绿则主要由秋季生长季延长驱动。

陆地生态系统主要通过两种途径实现变绿：生长季最大绿度的增加或生长季的延长。这两个过程共同推动了全球植被的持续变绿，是当代全球变化的关键证据之一。然而，过去数十年的卫星观测虽证实了这一普遍趋势，但地球变绿究竟是由生长季的植被更加茂盛所主导，还是由生长季的延长所驱动，目前仍缺乏系统认识。

研究发现，在过去20年间，全球74.0%的研究区呈现变绿趋势（其中27.1%达到显著水平），主要分布于我国绝大多数地区以及北美和欧洲等地。进一步拆解分析表明，最大绿度增加与秋季生长季延长共同主导了全球植被变绿过程，而春季生长速率、秋季衰老速率及春季生长季长度的贡献相对较小（图1）。

图1 植被生长季绿度及其拆解组分变化趋势的空间格局

研究进一步揭示了在变绿地区中，最大绿度增加是全球变绿的首要主导因子，占研究区的44%，且主要分布于草地、农田和灌木等非森林生态系统；秋季生长季延长为第二大主导因子，占36%，集中分布于温带及高纬度森林区。相比之下，春季生长季延长、春季生长速率和秋季衰老速率的主导占比依次仅为17%、1%和2%。驱动机制归因表明，二氧化碳浓度升高、气候变化和土地利用变化分别主导了48%、30%和22%的变绿区域。其中，二氧化碳浓度升高是驱动最大绿度增加的最主要因素（占该类区域的49%），而土地利用变化在中国北方和北美中部的最大绿度增加中起到了关键作用；气候变化和二氧化碳浓度升高则是驱动秋季生长季延长的两大主导因素（分别占该类区域的57%和34%）（图2）。

图2 变绿区域的主导组分及其驱动因子

此外，对多套全球动态植被模型结果的评估表明，模型严重低估了物候变化对全球植被变绿的贡献。与遥感观测相比，各类模型均过度将变绿趋势归因于最大绿度的增加，而物候组分的贡献极小。同时，模型在最大绿度的驱动机制上也与遥感观测存在偏差：遥感观测显示最大绿度的增加主要由二氧化碳浓度升高和土地利用变化驱动，而模型则将其主要归因于气候变化与二氧化碳浓度升高（图3）。

图3 变绿区域主导组分与驱动因子之间的关系

相关研究成果以“Lengthened autumn growing season contributes substantially to Earth’s greening”为题，正式发表于国际权威期刊《Nature Communications》（《自然-通讯》）。南京大学国际地球系统科学研究所为论文第一单位，研究所田家旗助理教授（个人主页：https://sgos.nju.edu.cn/tjq/list.psp）为唯一第一作者。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（C类）、江苏省自然科学基金（青年基金）与南京大学高层次人才科研专项的支持。