区域可用水资源与农业生产之间的矛盾一直是制约农业可持续发展的主要因素。东北地区作为我国最大的农业区，在维护国家粮食安全方面发挥着关键作用。自21世纪以来，东北地区呈现出前所未有的作物变绿趋势，然而，作物变绿通过改变水文循环对区域水资源的影响尚不明确。本研究以东北地区为研究区，在前期研究“作物变绿对地表温度的不对称影响及其生物地球物理机制 (Yu et al., AFM, 2022)”的基础上，进一步探讨了作物变绿对区域水循环的影响及机制。首先利用时间序列卫星观测记录分析了水循环关键要素包括蒸散、降水和土壤水分的时空变化特征；进而应用机器学习方法探究了土壤水分对叶面积指数的敏感性，并应用可解释深度学习方法进行土壤湿度变化的贡献归因；最后采用区域气候模式WRF情景模拟研究作物变化对东北地区区域水分平衡的影响及物理机制。 

　　研究结果表明，2001-2020年，东北地区生长季水循环增强，主要表现为作物蒸散、降水和土壤水分呈显著增加趋势。土壤水分对叶面积指数的敏感性具有显著的区域差异性，西南半干旱地区敏感性为正，典型黑土区敏感性为负，即西南半干旱地区作物变绿会增加土壤湿度，而在典型黑土区则相反。区域气候模式情景模拟发现，松嫩平原北部作物变绿使蒸散增强，水汽辐合使得下风向降水增加。该研究结果表明在东北地区区域尺度上，气候变化背景下的“DDWW范式（干的地方越干，湿的地方越湿）”并不适用，景观格局与配置在影响作物变绿对区域水循环的反馈时发挥着更为重要的作用。此外，降水的增加是导致东北地区作物生长季土壤水分增加的主要因素，有效抵消了作物变绿造成的区域整体水分亏缺。同时，基于CMIP6预测的未来降水持续增加趋势可以进一步缓解农业发展和水资源之间的冲突。 

　　综上，本研究为深入理解作物生长对东北地区区域水分平衡的影响提供了科学依据，并强调景观格局和背景降水变化对厘清作物生长对水循环反馈的重要性。 

　　图1. 2001-2020年东北地区农田生长季蒸散 (mm·d？1/a, a),、降水 (mm·d？1/a, b)与土壤水分 (m3·m？3/a, c)变化趋势. 

　　图2. 2001-2020年东北地区农田生长季蒸散、降水和土壤水分变化趋势核密度图（农田变绿：橙色，控制实验：蓝色） 

　　研究成果于近期以“Increased background precipitation masks the moisture deficit caused by crop greening in Northeast China”为题在Journal of Hydrology上发表，由中科院东北地理所于灵雪副研究员等共同完成。该研究得到了中国科学院战略先导专项（XDA28080503）、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院“十四五”网络安全和信息化发展规划项目的资助。 

　　论文信息如下： 

　　Lingxue Yu, Xuan Li, Kun Bu, Fengqin Yan, Shuwen Zhang, Tingxiang Liu.Increased background precipitation masks the moisture deficit caused by crop greening in Northeast China. Journal of Hydrology, 2023. https://doi. org/10.1016/j.jhydrol.2023.129857. 

　　Lingxue Yu, Ye Liu, Jiuchun Yang, Tingxian Liu*, Kun Bu, Guangshuai Li, Yue Jiao and Shuwen Zhang. Asymmetric daytime and nighttime surface temperature feedback induced by crop greening across Northeast China, Agricultural and Forest Meteorology, 2022: 325. 109136. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109136