原标题：新的总是更好？用于模拟喜马拉雅山林线物种的全球气候数据集前沿

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研究背景

近几十年来，人们对世界山区树木线研究的兴趣极大增加。与世界上其他山区相比，喜马拉雅地区在这方面的研究仍然不足，主要限制原因是地形可达性差而导致数据可用性不足。Worldclim 和 CHELSA 气候数据是使用最广泛的全球气候数据集，常用于生态建模研究。最近关于生态模型的相关研究评估了 Worldclim 和 CHELSA 气候数据，发现 CHELSA 气候数据的模型性能更好，并已越来越多的应用于喜马拉雅山的研究。基于此，德国汉堡大学学者 Maria Bobrowski 及其团队在 Atmosphere 期刊发表了文章，旨在对 CHELSA 和 Worldclim 及其各版本的方法及其在喜马拉雅山生态建模研究中的应用潜力进行全面比较。

研究内容

本研究选择最常用的免费、精细尺度和全球覆盖的长时间气候栅格数据集来源：Worldclim1.4 和2.1版本，以及 CHELSA1.1 和1.2版本。树线分布情况基于地理数据记录、文献提取和卫星影像及专家知识获取。通过上述数据对当前和未来气候条件下对尼泊尔糙皮桦 (Betula utilis) 的生态位进行建模，本文在当前和未来气候条件 (RCP4.5 和 RCP8.5 两种情景) 下评估了不同气候数据集的影响。

研究结果

(1) CHELSA 和 Worldclim 气候数据集的比较

气候数据集和各版本之间存在显著差异，与降水相关变量相比，温度相关变量之间的差异较小。一般来说，与 CHELSA 相比，Worldclim 在3月、4月和5月的平均降水量中显示出较低的降水值 (图1)。对于三月、四月和五月的平均降水量，可以观察到遥感产品对降水变量偏差的减弱影响，与版本1.4相比，Worldclim 2.1在青藏高原研究区东部有所减少。

图1. 所有气候数据集和各自版本的三月、四月和五月的平均降水量。

(2) 气候数据集对模型性能和预测的影响

尽管模拟 B. utilis 的潜在分布沿喜马拉雅山脉延伸，但研究人员发现使用不同气候数据集的模型之间的解释方差存在显著差异，但各版本之间没有差异 (图2)。基于 CHELSA 气候数据集的模型预测了 B. utilis 的潜在分布作为沿着喜马拉雅延伸的狭长地带，而版本1.2的预测更窄且更均匀。使用 Worldclim 版本，模型预测呈相反情况，基于 Worldclim 1.4 的预测未能预测尼泊尔中部和东部的 B. utilis，而基于 Worldclim 2.1 的模型更有利于预测尼泊尔西部。

图2. CHELSA 和 Worldclim 以及各自版本在当前气候条件下对 B. utilis 潜在分布的连续模型预测的比较。

(3) CHELSA 和 Worldclim 未来预测的比较

作者使用 RCP4.5 的 CHELSA 未来模型预测显示了 B.utilis 的适宜栖息地将变化至更高的海拔，且适宜栖息地将不是狭窄的植被带，而是分布上限变得模糊的区域，这一趋势在 RCP8.5 下得到加强。根据 CHELSA，两个 RCP 情景都预计 B.utilis 的潜在适宜栖息地会增加。基于 Worldclim 对未来气候的预测，显示出不同情况，B.utilis 的潜在分布主要预测在尼泊尔西部，这导致了两个 RCP 情景在青藏高原上的预测未来分布向研究区西部倾斜。在 RCP4.5 下，与 RCP8.5 相比，预计潜在栖息地将更广泛。

图3. 两个气候数据集在 RCP4.5 和8.5下的当前和未来情景下，桦木分布的预测比较。

研究总结

在当前气候条件下，不慎使用全球气候数据集可能会对偏远高海拔地区的树线物种建模产生严重后果。本研究强调了跨学科研究以提高气候和生态模型质量的必要性，特别是在偏远的高海拔地区。因此，本文提出应加强气候科学家和生态学家之间的密切合作，以开发用于生态模型输入的高时间和空间分辨率气候数据集。

原文出自 Atmosphere 期刊

Bobrowski, M.; Weidinger, J.; Schickhoff, U. Is New Always Better? Frontiers in Global Climate Datasets for Modeling Treeline Species in the Himalayas. Atmosphere 2021, 12, 543.

Atmosphere 期刊介绍

主编：Ilias Kavouras, CUNY Graduate School of Public Health and Health Policy, USA

期刊研究内容涉及气溶胶、空气质量及其对人类健康的影响、空气污染控制、气象学、气候学、生物气象学、生物圈/水圈/陆地-大气相互作用、大气技术、仪器和建模的研究，以及高层大气和行星大气等。目前期刊已被 SCIE、Ei Compendex、Scopus 等数据库收录。

2021 Impact Factor：3.110

2022 CiteScore：4.1

Time to First Decision：14.7 Days

Time to Publication：39 Days