1.研究背景
陆地植物主要从土壤中获取水分，这导致土壤水分（SM）与植被水分含量（VWC）之间存在强耦合关系，这通常被称为植物-土壤水分关系。植物-土壤水分关系是理解土壤-植物-大气的水分运输及水分可用性对植物生产力影响的基础。由于植物蒸腾对陆地与大气之间的全球水分通量有显著贡献，植物-土壤水分关系在碳、水和能量循环中起着重要作用。事实上，SM和VWC对水脉冲的响应以及土壤干燥过程中的耦合动态可以揭示植物的用水策略和水分胁迫。植物-土壤水分关系在空间和时间上并非恒定，而是可能因生态系统干扰（如大规模火灾）而发生变化。火灾可以通过移除植被生物量、改变植被组成以及触发再生机制来改变SM和VWC的动态。
然而，火灾对植物-土壤水分关系的普遍性、范围和影响程度以及其调节因素仍然未知，这限制了我们预测水循环和生态系统对火灾事件响应的能力，另外这些事件可能随着全球环境变化变得更加频繁和严重。
2.创新之处
大多数以往的研究只是比较火灾前后的条件，而没有将土壤湿度和植被水分状态的变化与植物-土壤水关系的变化区分开来。此外，目前尚不清楚这些可能的植物-土壤水关系变化是否在大尺度上显著，或者是否在不同的生态系统中表现一致。该研究首次通过全球遥感数据系统性揭示了火灾对植物-土壤水关系的广泛而显著的影响，并明确了其加速土壤水分流失、提高植被水分恢复速度以及改变植物水分控制策略的机制。
3.关键图表
图1火灾对土壤湿度（SM）流失速率的影响
图2火灾对植被水分含量（VWC）变化速率的影响
4.主要结论
火灾活动与水文循环密切相关。虽然野火的发生和强度受水分可用性的控制，但关于野火对植物和土壤水循环影响的认识仍存不足，特别是在大尺度上。为此，我们通过分析火灾对植物和土壤水分含量耦合的影响，结合全球范围内土壤水分、植被水分含量和火烧区的遥感数据进行研究。我们发现火灾对植物-土壤水分关系有显著影响，加速了土壤水分损失17%，并使植被水分含量增长加快62%，两者均与火灾严重程度正相关，并在森林中表现最明显。这一影响在全球空间上具有广泛性，加速土壤水分损失出现在67%的火烧区中，而植被水分含量增加出现在67%的火烧区中。火灾后，植物对自身水分含量的控制力（更倾向于非等水性）也降低。总之，火灾通过增加生态系统水分损失和改变土壤与植被水分收支关系改变了生态系统功能。随着全球气候变化，野火可能在生态系统水循环及其后续恢复过程中发挥越来越重要的作用。
5.发表信息
Baur M J, Friend A D, Pellegrini A F A. Widespread and systematic effects of fire on plant–soil water relations[J]. Nature Geoscience, 2024, 17(11): 1115-1120.
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