森林退化是指由于森林破碎化、火灾、木材收获和极端天气等引起的森林生物量和树冠覆盖率降低的现象。森林退化会导致碳排放，加剧全球变暖（生物地球化学效应）。同时，森林退化可以直接改变地表生物物理特征（如反照率、蒸散发、地表粗糙度等），进而影响局地能量平衡，导致气温变化（生物物理效应）。现有研究表明亚马逊区域森林退化的面积和碳排放可能已经超过了毁林（Matricardi等，2020；Qin等，2021）。然而，由于森林退化在遥感观测上信号更加微弱，以往的研究往往更加关注毁林的影响，忽视森林退化的碳排放。关于森林退化的生物地球物理效应，目前缺乏在大尺度进行评估的研究。
本研究利用高分辨率卫星观测的数据，针对上述问题在热带雨林地区展开研究。我们首先识别了四类退化的热带雨林：被火烧过的森林、小斑块森林、边缘森林和其他退化森林，并分析了热带雨林退化导致的生物物理和生物地球化学效应，最后量化了1990年-2010年人为导致的热带雨林退化的森林的生物物理和生物地球化学效应。研究发现，2010年24.1%的热带雨林发生了退化；发生森林退化区域的地表温度相比于没有发生森林退化的内部森林高了0.78±0.88 °C，对整个热带区域而言热带雨林退化造成了地表平均升温0.022±0.014 °C；热带雨林退化造成的总碳亏缺达到了6.1±2.0 PgC，带来的热带区域等效升温为0.026±0.013 °C。热带雨林退化导致的生物物理及化学增温效应十分接近。1990-2010年人为导致的热带雨林退化带来的白天地表温度的升温为0.018±0.008 °C，带来的碳亏缺为2.3±0.8 PgC，这与同期森林砍伐的影响量级相当。
本研究揭示了同时考虑森林退化的生物物理和生物地球化学效应的重要性，并呼吁在未来的气候解决方案中尽快减少热带的森林砍伐和退化。
 

森林退化,生物物理效应,土地利用变化