标题：
Diverging responses of terrestrial ecosystems to water stress after disturbances
期刊：
Nature Climate Change
作者：
Meng Liu，et al.
DOI:
https://doi.org/10.1038/s41558-024-02191-z
引用：
Liu, M., Peñuelas, J., Trugman, A.T. et al. Diverging responses of terrestrial ecosystems to water stress after disturbances. Nat. Clim. Chang. (2025).
1. 引言
尽管扰动的直接效应已被广泛研究，但间接效应仍然未知。这些效应可能通过生态系统的生理损伤、组成变化和遗留效应，在扰动结束后的数年内持续存在。本文研究了全球陆地生态系统在气候敏感性扰动（如干旱和火灾）后的水分胁迫敏感性变化，揭示了干旱对生态系统生产力和碳吸收能力的间接影响，以及全球范围内扰动后生态系统对水分赤字的脆弱性。
2. 结果
全球敏感性变化
在全球范围内，干旱后的GPP敏感性变化不显著，而火灾后的敏感性显著增加。
干旱对敏感性变化的影响存在区域差异，例如北美西部的敏感性增加，而南美的热带雨林则显示敏感性下降。
火灾后的敏感性变化更显著，特别是在干旱半干旱地区（例如澳大利亚和非洲南部）。
干旱/湿润地区的差异
干旱地区（如半干旱和干旱区）在扰动后显示出GPP敏感性增加，而湿润地区（如热带森林）则敏感性下降。
这种差异可能与区域水分可用性、太阳辐射和生物多样性有关。
恢复时间
干旱后的GPP敏感性平均需要约4-5年恢复到干扰前水平；火灾后的恢复时间相对较短，约为4年。
3. 讨论
区域差异的驱动因素
低水分可用性、高太阳辐射和低生物多样性是干旱区敏感性增加的主要原因。
湿润地区的高生物多样性通过物种多样性的缓冲效应，减弱了敏感性增加的趋势。
生态系统脆弱性
由于扰动频率的增加，某些生态系统可能在下一次扰动发生之前无法完全恢复，从而导致长期的生态功能下降。
干旱频率和强度的增加可能使干旱区的生态系统更加脆弱。
未来展望
预测显示，未来气候变化可能缩短扰动之间的间隔时间，从而加剧生态系统的恢复压力。
研究强调了通过综合管理策略提升生态系统恢复能力的必要性。
4. 方法
数据来源
使用五种基于遥感的长期GPP数据集：分别是
（1）the GLASS GPP；
（2）the revised EC-LUE-based GPP；
（3）the NIRv-based GPP；
（4）the P-model GPP ；
（5）the BESS GPP
以及两种主要干旱指数（PDSI和SPEI）评估全球范围内的水分胁迫敏感性变化。
模型分析
采用随机森林回归模型，确定气候因素（如降水、太阳辐射）、养分可用性（如氮沉降）和生物因素（如生物多样性）对敏感性变化的相对贡献。
敏感性恢复评估
使用移动窗口策略，量化干扰后不同时间段的GPP敏感性变化，确定恢复所需时间。
5.重要图表
图1. 扰动后干旱敏感性变化的大空间异质性
图2. 干旱地区的干旱敏感性在扰动后显著增加
图3. 气候是干旱敏感性变化的主要驱动力
图4. 干旱敏感性在扰动后约4-5年恢复
英文摘要
Terrestrial ecosystems are major carbon (C) pools, sequestering ~20% of anthropogenic C emissions. However, increasing frequency and intensity of climate-sensitive disturbances (for example, drought and wildfire) threaten long-term C uptake. Although direct effects of disturbances are well-documented, indirect effects remain unknown. Here we quantify changes in the sensitivity of terrestrial gross primary production to water stress before and after severe droughts and fires. We find divergent changes across the globe, where dry regions have increased sensitivity, while wet regions have decreased sensitivity. Water availability, solar radiation, nutrient availability and biodiversity are the main drivers mediating these changes. Sensitivity takes ~4–5 years to recover after disturbances, but the increasing frequency of disturbances threatens this recovery. Our results reveal strong cross-system discrepancies in ecosystem responses to disturbances, highlighting the vulnerability of dryland ecosystems in future climates.
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