干旱事件会破坏生态系统，而“又热又干”的“复合热干事件”破坏力常常更大，会让植被生产力下降、树木死亡更加严重。随着全球持续变暖，复合热干事件将更常发生，也更加严重。然而，我们尚不清楚在遭遇复合热干之后，生态系统将如何恢复。
在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的文章中，作者研究了生态系统从复合热干与单一干旱中恢复所需的时间差异，揭示了复合热干环境下饱和水汽压差（VPD）升高对生态系统恢复的负面影响，预警了未来生态系统可能面临着由于升温带来的更严峻的恢复压力。
研究显示，全球生态系统对复合热干的平均恢复时间超过5个月（图1a,b），而对单一干旱的平均恢复时间在4个月左右（图1c,d）。这意味着相比单一干旱，复合干热使生态系统的恢复时间平均延长1个月以上。
图1 生态系统对复合热干和单一干旱的恢复时间
复合热干导致的恢复时间延长，在旱区比湿润区更明显（图2）。复合热干与单一干旱的恢复时间差异（ΔRT）随干早指数（降水与潜在蒸散发的比值）的增加而缩短，基于NDVI和LAI的ΔRT与干早指数的线性回归斜率分别为-1.18和-0.65（图2c，d）。这表明在干旱地区，复合热干引起的恢复时间延长更为严重。在湿润地区，基于NDVI和 LAI的平均ΔRT分别为0.93和0.90个月；而在旱区，ΔRT分别达到1.54个月和1.20个月。
图2 复合热干与单一干旱的恢复时间差异
随机森林回归模型显示，ΔVPD是ΔRT最重要的贡献因素（图3h）。部分依赖图显示，ΔRT随ΔVPD的增加而增加（图3i），这说明复合热干环境下导致的旱区VPD升高是恢复时间延长的主要原因。
图3 复合热干与单一干旱的恢复时间差异的归因分析
基于FLUXNET2015数据集计算的复合热干和单一干旱事件的冠层电导率（Gc）和最大光合同化率（Amax）表明，复合热干导致了更严重的气孔关闭（4c-f），限制了植被恢复过程所需要的物质生产。这些结果强调了复合热干事件中VPD对生态系统恢复的负面影响。
图4 基于FLUXNET2015数据集的植被对复合热干和单一干旱的响应
北京师范大学地理科学学部2020级直博生姚莹为该论文第一作者，中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重大项目（41991235，42171088）、中央高校基本科研业务费等项目的资助。
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Compound hot-dry events greatly prolong the recovery time of dryland ecosystems
