城市化和农业作为全球最主要的高强度人为土地利用活动，可通过改变地表生物物理过程显著改变局地、区域甚至全球温度，从而加剧全球变暖尤其是热浪对公众健康，能源消耗，以及环境的影响。厘清二者对全球变暖的贡献是准确评估土地利用变化气候效应的关键，然而过去研究多采用数值模拟方法，空间分辨率低，且受模型结构与参数化不确定性的极大影响。重点实验室周德成副教授以高分辨遥感观测数据为基础，利用新的方法首次从全球尺度量化了城市和农业土地利用对地表变暖的影响，相关成果在一区Top期刊Earth’s Future (IF= 7.495)、Remote Sensing of Environment（IF=10.164）和Science of The Total Environment（IF=7.963）发表。主要成果如下：
（1）定量分析了城市土地利用对局地、区域以及全球地表变暖的影响，研究发现当前城市化对全球变暖贡献虽小，但可显著改变局地和区域温度，其中超过3/4的城市增温效应是因过去30年城市扩张所致，预测本世纪末城市化对地表变暖的影响将增至现在的1.5～3倍。
图1: 过去与未来城市扩张对区域和全球地表变暖的影响
（2）定量分析了耕地对局地、区域以及全球地表变暖的潜在影响，研究发现除干旱区外，自然地类转换为耕地将增加白天地表温度，降低夜晚地表温度，整体表现为净的增温效应；耕地导致区域和全球地表温度明显增加，特别是欧洲；从国家尺度来看，中国、印度和巴西对地表变暖贡献最大。
图2:耕地对地表变暖的影响.（A, B）白天；（C, D）夜晚；（E, F）日均；（G, H）耕地面积比.
（3）定量评估了我国特大城市群地区城市和农业土地利用对区域地表变暖的相对影响，结果发现即使在城市化高度发达的城市群地区，耕地因面积优势对地表温度变化起主控作用，但不同区域时空变化格局差异大，主要受地表蒸散变化的控制，该研究强调了耕地管理在减缓区域变暖中的巨大潜力。
图3：城市和农业用地对京津冀、长三角和珠三角地表变暖的影响
以上成果周德成副教授为第一或通讯作者，其中第三项成果主要完成人闫章美现为应用气象学二年级硕士研究生。合作单位包括美国新罕布什尔大学、中南林业科技大学和河南大学。
参考文献：
Zhou, D., Xiao, J., Frolking, S., Zhang, L., & Zhou, G. (2022). Urbanization contributes little to global warming but substantially intensifies local and regional land surface warming. Earth's Future,10, e2021EF002401. https://doi.org/10.1029/2021EF002401.
Zhou, D., Xiao, J., Frolking, S., Liu, S., Zhang, L., Cui, Y., & Zhou, G. (2021). Croplands intensify regional and global warming according to satellite observations. Remote Sensing of Environment, 264, 112585. https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112585
Yan, Z., Zhou, D., Li, Y., & Zhang, L. (2022). An integrated assessment on the warming effects of urbanization and agriculture in highly developed urban agglomerations of China. Science of The Total Environment, 150119. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150119