閲讀文獻是Liu(2021)發表的《Response of global land evapotranspiration to climate change, elevated CO2, and land use change》。

01 引言：研究背景和目的

1.1 陸地蒸散發(ET)的重要性

論文首先闡述了陸地蒸散發的重要性，陸地通過ET將陸地降水中的58-65%返回到大氣(水蒸氣形式)，同時帶走了大約陸地中51~58%的能量。ET的變化會影響徑流、温度以及其他水文變量等，進而改變可用水源的時空分佈格局甚至區域和全球變暖。
因此，研究ET的全球變化以及背後造成的機制(即歸因分析：誰影響了ET？他們的影響程度各自是多少(量化該影響)?)

1.2 現有的認知與研究不足

前人的研究已經發現了ET的變化主要是由氣候變化(Climate Change, CLI)，土地利用變化(Land Use Change, LUC)以及升高的CO~2~濃度(記為CO2)。

但此前，這些驅動因子各自對ET的影響程度並沒有被量化，這主要是因為模型(GCMs)設計的限制，對這三個驅動因子的影響信號進行定量的、獨立的檢測和歸因分析，是當前研究中存在的問題。

文中又詳細説明了為什麼這些驅動因子難以被量化：

1. 對於LUC，增加或者減少的耕地面積、森林面積都會影響植被截流蒸發（植被冠層會攔截大量的降雨，這些降雨相當一部分會直接從樹葉和樹枝表面蒸發掉）、地表反照率、土壤屬性(土壤水分等)以及植被蒸騰作用(相比於耕地，森林的蒸騰作用明顯要強的多，但是温帶地區的退耕還林和熱帶地區的砍伐森林帶來的土地利用變化會使得其中的影響複雜化)，這些因素相互影響，難以確定分離。
2. CO~2~濃度的升高，一方面會使得植被葉片的氣孔導度減少（因為CO~2~足夠，僅需要稍稍張開氣孔就可以獲取足夠多的CO~2~），但是氣孔導度是同時控制CO~2~進入和水蒸氣出去的通道，因此氣孔導度減少的同時會導致植被的蒸騰作用減弱進而減小ET；但是由於CO~2~的施肥效應(CO~2~是植物進行光合作用的原料，CO~2~的增加類似於給農作物施肥，一定程度上會促進植被的生長)，可能會使得植被葉片面積變大，葉片面積的增大又會增多氣孔使得ET上升。
3. 以往的研究只使用一小部分模型(就是沒什麼工作量)，使得得到的結論可能會因為模型的不同等而可能會有不同的結果或者結果的可信度不高（就是它這個結論我得多看幾篇文獻去確認看看大家使用其他模型是不是也是類似的結果），最終對於CO~2~濃度上升對於ET的影響在達成共識這裏存在困難。

1.3 本文的研究目標

1. 量化CLI、CO2和LUC在ET變化中的影響
2. CLI、CO2、LUC對ET的影響在不同時空尺度上的分佈
3. 進一步量化CLI中降水(P)和潛在蒸散發(PET)的影響

02 主要研究結果與分析

2.1 ET的趨勢

總體而言，從全球範圍來看，衞星反演的ET趨勢是在過去38年（1980–2017）裏總體上是增加的，全球面積加權平均的年ET增長率是0.82mm/year。

1. 從空間範圍上來看，全球41.6%陸地面積顯示出ET有顯著的增長趨勢（p < 0.05），僅有不到5%的陸地區域顯示出顯著的下降趨勢；
2. 從空間分佈上來看，ET顯著增加最明顯的區域位於歐洲、非洲南部、中國南部和印度 ；顯著減少的區域則主要在美國西部和巴西南部的部分地區被觀測到 ；
3. 從季節差異上來看，ET在夏季具有顯著增長趨勢的面積最大（佔全球陸地32.2%），其次是春季（31.2%）、秋季（31.0%）和冬季（22.5%）；雖然冬季具有顯著增長趨勢的面積是最小的，但是人家的顯著減小趨勢面積可是最大的噢（9.8%）。

2.2 生態系統模型(TRENDY)在ET模擬中的表現

1. 模型模擬(S3)的ET結果與衞星觀測數據匹配良好，13個模型中有10個NSE>0.8，為了減少不確定性剔除了剩餘的3個來進行後續分析；

2. 集合平均了前10個模型的NSE達到了0.92；

   3. 模型模擬的ET在空間分佈格局上與衞星觀測結果有巨大差異，但在時間變化上也就是年和季節尺度上，二者波動相似；

2.3 ET變換的檢測與歸因分析(核心)

檢測的方法是論文提及的the optimal fingerprint method

2.3.1 從全球尺度上來看

1. 從檢測結果來看(見Fig3.0 a)，只有CLI的影響信號可以從自然變率的噪音中檢測出來，而CO2和LUC則被內部變率(可以視為是正常的噪音或者波動，這兩個驅動因子有作用，但是單獨來看由於各自的影響程度太小而與波動或者噪音沒有什麼區別而被遮蓋掉了)
2. 從歸因結果來看(見Fig3.0 f)，CLI所引起的全球ET增加趨勢為0.55 mm/year, 是導致全球ET增加的主要驅動因子；

2.3.2 從區域尺度上看

1. 在熱帶和高緯度地區，造成ET變化的主導因子還是CLI；但是在南半球温帶和北半球温帶，主導因素轉變為LUC；

2.3.3 從季節尺度上看

1. CLI在各個季節的影響信號都是可以檢測到的(高於噪音)；
2. 除了秋季，CLI在所有季節中對ET的影響都佔主導作用；
3. 秋季，LUC的貢獻/影響超過了CLI成為主導驅動因子；

2.4 ET變化成因的時空分佈格局

就是闡述不同的驅動因子所單獨造成的那部分ET趨勢的時空分佈。

2.4.1 CO2濃度上升的影響

從空間分佈上來看，CO2濃度上升導致了全球大部分區域的ET減少；（這説明CO2對植被的生理效應（例如氣孔減小抑制蒸騰作用）的負面影響是大於CO2對植被施肥效應的正面影響）

此外，還説明了為什麼熱帶雨林地區受CO2影響反而其ET增加了，主要是其施肥效應導致葉面積指數LAI的增加。

2.4.2 CLI的影響

1. CLI導致的那部分ET在全球大部分區域都是增加的；
2. CLI佔主導的區域裏，P是更主要的驅動因子，主導了全球48.4%的陸地面積，而PET則佔17.1%；
3. P和PET的分佈有明顯的地理分佈規律，P主導乾旱區域的ET趨勢，PET主導濕潤地區的ET趨勢；

2.4.3 LUC的影響

1. LUC在全球尺度上的總體影響相對較小，但是在局部地區的影響非常強烈；
2. LUC所導致的ET減少的區域主要集中在熱帶雨林的毀林區域(其中一部分被農田所覆蓋)；

3. LUC所導致的ET減少的區域主要集中在植樹造林和農田灌溉顯著增加區域；

   03 結論

4. 氣候變化(CLI)是影響ET變化的最主要驅動因子；
5. CLI的主導作用主要取決於降水(P)。P控制(主導)了全球48.4%陸地區域（且這些區域絕大多數位於乾旱地區）的ET變化，而潛在蒸散發(PET)主導了全球17.1%陸地區域（大部分屬於濕潤地區）的ET變化；
6. CO2濃度的上升時第二大驅動因子，它導致了絕大多數（尤其是植被茂密的區域）地區的ET減少；

7. LUC依據其變化的不同其造成的影響截然相反。在毀林地區會減少ET；而在植樹造林地區會增加ET。但是由於正負相抵，LUC整體上對ET的影響是非常有限（小）的；

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