Nat. Commun.丨广泛的春季物候对北方半球生态系统干旱恢复的影响

论文内容

研究背景：

生态系统从严重干旱中恢复到干旱前功能状态所需的时间是生态系统恢复力的重要组成部分。从一个单一的极端干旱事件，在生长季节的干旱恢复，已被广泛研究。然而，植被物候与干旱时间和强度之间的相互作用研究不足，在很大程度上仍然未知。干旱恢复是敏感和依赖于多个复杂的和相互作用的因素，包括植被物候，干旱时间和异常的季节性生物气候因素。植被物候与干旱时间相互作用，从而决定随后的植被生长。一方面，春季物候强烈地控制着生长季节的植被生长和土壤水分消耗，从而影响干旱恢复。另一方面，在非生长季节，温度和积雪的变化可以通过生物过程直接决定随后的春季物候，从而影响干旱恢复。植被物候已经迅速受到气候变暖的影响，干旱季节性变化等因素已经在重塑生态系统对加剧的极端干旱事件的脆弱性，其程度目前尚不清楚。量化这些复杂的反馈需要系统地了解植被物候，干旱时间，生物气候因素和干旱恢复之间的相互作用。

研究内容：

本研究使用多个遥感数据集，为确定干旱恢复的不同轨迹和量化植被物候对干旱恢复的影响。量化了多种生物气候因子的作用，包括干旱前后的气候条件，前期生长状况，生态生理特征和土壤性质在调解植被物候效应干旱恢复中的作用。

结果表明：在北方半球中高纬度地区，超过一半的生态系统未能在一个生长季节内从极端干旱中恢复过来。在干旱年份春季物候较早减缓干旱恢复时，极端干旱发生在生长季中期。延迟春季物候在随后的一年减缓干旱恢复的所有植被类型。物候对干旱恢复的影响与其他众所周知的干旱后气候因素相当或更大。这些结果强烈表明，植被物候和干旱之间的相互作用，必须纳入地球系统模型，以准确地量化生态系统的弹性。

研究结论：

植被物候显著影响干旱恢复。这些影响强烈依赖于植被物候，干旱时间和植被类型之间的相互作用。春季物候对干旱恢复的影响包括生物物理反馈、碳和养分分配等季节性生物过程。在干旱年份的春季物候较早推迟干旱恢复时，极端干旱事件发生在生长季节中期，早春物候可能导致生长季延长，春季植被生长增强，增加了蒸散量，从而增加了土壤水分的下降，导致渐进性水分胁迫。因此，这种早春物候相关的生物物理过程可能对夏季和秋季的供水造成更多的负面影响，因为这是植被生长对水供应最敏感的时期，从而推迟了生长季节中期和后期干旱的植被恢复。在50%以上的极端干旱事件中，植被生长在一个生长季内不能完全恢复。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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