Earth’s Future | Article
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热带生态系统在全球陆地碳循环中扮演着十分重要的关键角色，仅热带雨林就占据了全球一半的总初级生产力（GPP）。然而，近年来热带地区极端气候事件频繁发生，如2015-2016年厄尔尼诺事件，严重降低了植被生产力并导致植被大量死亡。尽管拉尼娜事件期间更为湿润的气候条件可以刺激生产力的恢复，但降水异常期间GPP的增加能否补偿GPP 的减少，目前还尚不清楚。针对上述问题，西南大学樊磊教授团队基于多种GPP产品以及站点观测数据，结合不对称指数模型（Asymmetry index，AI）评估了2001-2022年热带植被生产力对降水异常的不对称响应时空格局。同时，研究团队基于多种辅助数据对热带植被生产力不对称性的影响因素进行分析。研究结果表明：在过去二十年间，热带植被生产力对降水异常呈现夫不对称响应格局（图1），这表明降水异常期间热带GPP的减少不能在GPP的增加中得到补偿。其中，大多数热带生物群落（即森林、稀树草原和草地）均呈现出对降水异常的负不对称响应，其中稀树草原生产力呈现出对降水异常最强的负不对称响应。此外，尽管超干旱以及干旱地区植被生产力呈现出对降水异常的正不对称响应，但这种GPP正不对称性会随着水分可用性的增强而逐渐降低，并扭转为负不对称性（图2）。▲图1 | 热带植被生产力对降水异常的不对称响应。(a) AIVPM; (b) AIBEPS; (c) AIMODIS; (d) AIFLUXCOM; (e) AIPrentice; (f) AIBESS。
▲图2 | 不同干旱梯度下的热带植被生产力不对称性。(a) AIVPM; (b) AIBEPS; (c) AIMODIS; (d) AIFLUXCOM; (e) AIPrentice; (f) AIBESS。
研究进一步发现，热带植被生产力的负不对称性在研究期间呈现出显著下降趋势（图3），这表明年际降水异常波动对热带植被生产力的负面影响在过去二十年间显著加剧。考虑到当前模型预测到未来极端气候事件的频率和强度的增强，未来年际降水异常变化将对热带碳循环带来更为深远的负面影响。▲图3 | 基于GPPVPM计算的热带地区植被生产力不对称性的长期趋势。最后，研究团队发现热带植被生产力不对称性与植被自身的水分管理策略有关，其中非等水植被比等水植被呈现出更强的植被生产力正不对称性（图4）。这体现了在探索植被生产力不对称性时考虑植被功能形状的重要性。▲图4 | 不同植被功能形状下的热带植被生产力不对称性。(a-b) 等水性; (c-d) 冠层高度; (e-f) 根系深度。该研究成果以“Negative Asymmetric Response of Pantropical Gross Primary Productivity to Precipitation Anomalies”为题发表于Earth’s Future。西南大学樊磊教授为第一作者，通讯作者为西南大学董冠宇。
论文信息
标题：Negative Asymmetric Response of Pantropical Gross Primary Productivity to Precipitation Anomalies
期刊：Earth’s Future
类型：Articles
作者：樊磊【西南大学】，董冠宇*【西南大学】，Philippe Ciais【法国气候与环境科学实验室】，…..，Rasmus Fensholt【哥本哈根大学】
时间：2024-10-15
DOI：https://doi.org/10.1029/2024EF004760
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