湿地作为水陆交错带的过渡型生态系统，不仅兼具碳汇功能与水文调节作用，更对局地气候具有显著的调控效能。其典型的淹水环境赋予了湿地独特的“冷湿小气候特征，这一冷却效应已成为湿地生态服务的重要组成部分。然而，现有湿地冷却效应研究多局限于单一区域，对于气候梯度如何调控湿地冷却效应的强度、范围及稳定性，尚未形成系统认知。本研究立足区域气候异质性，系统解析湿润、半湿润、半干旱等不同气候区湿地冷却效应的差异化特征与驱动机制，以期为区域生态规划与气候适应策略的科学制定提供重要支撑。

研究基于长期的地表温度遥感观测序列，采用“以空间替代时间”的方法，结合蒸散发、反照率等关键指标，系统解析了湿润、半湿润、半干旱等不同气候区湿地冷却效应的特征与驱动机制。研究发现（图1）：湿地的冷却效应呈现显著的昼夜不对称性：生长季期间，自然湿地白天降温效应显著（−1.20 ± 0.77 K），夜间仅轻微增温（0.05 ± 0.63 K）；虽然人工湿地白天同样具备降温作用，但夜间增温幅度更大（0.64 ± 0.41 K），大幅削弱了昼夜的净降温效果。从驱动机制来看，两类湿地在白天均因较低的反照率增强了太阳辐射吸收，且生长季早期的蒸散发是热量向大气传输的主要动力：其中自然湿地蒸散发率（0.13 ± 0.30 mm/d）显著高于人工湿地（0.02 ± 0.22 mm/d），而夜间水体的释热则在一定程度上抵消了白天的降温效应。

图1. 湿地变化对白天地表温度与夜间地表温度（ΔLSTD 和 ΔLSTN）及其昼夜温差（DTR）的影响。a–c：自然湿地在不同气候区对白天、夜间温度及昼夜温差的影响；d–f：在相同气候背景下人工湿地的对应影响。ALL、H、SH 和 SA 分别代表全区、湿润、半湿润和半干旱区。点的颜色表示增暖或降温效应：红色为增暖，蓝色为降温；点的大小也对应 H、SH 和 SA 区域，依次增大。

更值得关注的是，气候梯度对湿地冷却效应的调控作用显著（图2）。自然湿地凭借稳定的非辐射过程，展现出稳定的降温特性：湿润地区夜间呈现降温效应，干旱地区夜间则轻微增温，恰好抵消了不同湿度梯度下白天的降温差异，最终在各类气候条件下均能维持稳定的降温效果。相比之下，人工湿地的降温能力表现出强烈的湿度依赖性，其蒸散发在生长季初期与后期形成“双峰”特征，仅在半干旱区能实现显著降温（−0.82 ± 0.34 K）；而在湿润地区，夜间释热超过了白天降温，反而导致轻微净增温（0.02 ± 0.25 K）。

图2. 湿地变化对生长季地表过程的影响（反照率、蒸散发）。a–c：不同气候区下，自然湿地蒸散发（a）与反照率（b）变化的空间格局；c 给出相应统计结果。d–f：人工湿地变化对蒸散发与反照率的影响，气候类别与自然湿地相同。

该项研究也给我们带来了重要的管理启示：自然湿地的地表降温功能具有不可替代性，其持续稳定的高蒸散发是支撑区域气候韧性的关键自然因素。尽管人工湿地可实现局部降温，但受淹水条件与蒸散发波动的双重制约，难以复制自然湿地的长期气候效益。这意味着，仅依赖人工湿地替代自然湿地的降温功能，无法从根本上缓解区域热胁迫问题，凸显了保护现有自然湿地、优化土地利用结构对于应对全球变暖的核心价值。

研究成果于近期以“Satellite observation reveals wetland-induced local cooling moderated by regional climate gradients”为题发表在Science of Remote Sensing上，由生态系统监测与模拟学科组硕士研究生高晓红（第一作者）、特别研究助理闫卓冉以及于灵雪副研究员（通讯作者）等共同完成。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（42071025）、中国科学院战略性先导专项（XDA28080503）、中国科学院青年创新促进会（2023240）、吉林省长白英才（202441137）项目的资助。

论文信息如下：

Xiaohong Gao,Zhuoran Yan,Lun Bao,Luan Li,Li Gao,Lingxue Yu. Satellite observation reveals wetland-induced local cooling moderated by regional climate gradients. Science of Remote Sensing,2025. https://doi.org/10.1016/j.srs.2025.100292

Liu,T.,Yu,L.,Yan,Z.,Li,X.,Bu,K.,& Yang,J. (2025). Enhanced climate mitigation feedbacks by wetland vegetation in semi-arid compared to humid regions. Geophysical Research Letters,52,e2025GL115242. https://doi.org/10.1029/2025GL115242.