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DOI：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.110236
主要内容：
近年来，突发性干旱及其对陆地生态系统的生态影响因其快速加剧而受到越来越多的关注。然而，关于生态系统对突发性干旱的响应和恢复的研究，特别是关于不同类型的突发性干旱及其决定因素的研究仍然相对有限。本文根据主要驱动因素的差异，将突发性干旱分为气象、蒸发和土壤类型，并在 2000 年至 2022 年期间在长江中下游流域 (MLRYRB) 进行了识别。我们基于太阳诱导的叶绿素荧光 (SIF) 评估了生态系统对不同突发性干旱的响应和恢复时间，使用随机森林模型分析了影响响应和恢复时间的因素，并通过偏相关分析识别了主导因素的空间格局。
主要结论：
我们的研究结果揭示了不同突发性干旱之间存在不同的特征，其中土壤突发性干旱的频率最高且持续时间最长。不同突发性干旱的平均响应时间和恢复时间分别为 15.7 至 19.2 天和 59.6 至 69.2 天，其中土壤突发性干旱的响应时间最长，恢复时间最短。在所有植被中，混交林对气象和土壤突发性干旱的响应时间最长，而木本稀树草原对蒸发和土壤突发性干旱的恢复时间明显更长。对主要驱动因素的分析表明，降水主要决定了对气象和蒸发性突发性干旱的响应时间，而地表土壤湿度在土壤突发性干旱中起主要作用。此外，在超过 57% 的像素中发现，地表土壤湿度决定了所有突发性干旱的恢复时间。我们的研究结果可以为量化不同突发性干旱对生态系统的生态影响和驱动因素提供有价值的见解，加深我们对生态系统对突发性干旱的反应的理解。
主要图表：
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图2.气象、蒸发和土壤骤然干旱的（a）次数、（b）频率（%）和（c）平均持续时间（天）。MFD、EFD、SFD为指标的缩写，分别代表气象、蒸发和土壤骤然干旱。（a1）∼（a3）、（b1）∼（b3）和（c1）∼（c3）分别显示了3次骤然干旱的次数、频率和持续时间的空间分布。（a4）∼（c4）为研究区不同骤然干旱特征的小提琴图。采用非参数Kruskal-Wallis检验在显著性水平为0.05下检验不同骤然干旱特征概率分布的差异。小提琴图右侧的字母表示不同骤然干旱特征之间的Kruskal-Wallis检验结果，不同字母代表概率分布显著不同。
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图3.混交林（MF）、木本稀树草原（WS）和农田（CROP）的气象、蒸发和土壤突发性干旱（a）次数、（b）频率（%）和（c）平均持续时间（天）。MFD、EFD和SFD分别表示气象、蒸发和土壤突发性干旱。采用非参数Kruskal-Wallis检验在显著性水平为0.05下检验不同植被类型突发性干旱特征概率分布的差异。小提琴图右侧的字母表示不同植被突发性干旱特征之间的Kruskal-Wallis检验结果，其中不同的字母代表概率分布显著不同。
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图4.气象、蒸发和土壤突发性干旱发生的响应时间(天)和恢复时间(天)的(a)。MFD、EFD和SFD分别表示气象、蒸发和土壤突发性干旱。(a1)∼(a3)和(b1)∼(b3)分别表示响应时间和恢复时间的空间分布。响应和恢复时间空间分布中的白色像素表示这些像素上的植被对突发性干旱没有响应或1年内无法从突发性干旱中恢复。(a4)和(b4)分别表示响应时间和恢复时间的小提琴图。小提琴图右侧的字母表示不同突发性干旱响应与恢复时间之间的Kruskal-Wallis检验结果，不同字母表示概率分布显著不同。
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图5.混交林(MF)、稀树草原(WS)和农田(CROP)对气象、蒸发和土壤突发性干旱的响应时间(a)(天)和恢复时间(b)(天)的小提琴图。MFD、EFD和SFD分别表示气象、蒸发和土壤突发性干旱。小提琴图右侧的字母表示不同植被响应和恢复时间之间的Kruskal-Wallis检验结果，其中不同的字母表示概率分布显著不同。
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图6.解释因素对突发性干旱响应时间和恢复时间的相对重要性。(a)∼(c)分别显示对气象、蒸发和土壤突发性干旱的响应时间的结果。(d)∼(f)分别显示对气象、蒸发和土壤突发性干旱的恢复时间的结果。红色、深蓝色、绿色、浅蓝色和棕色柱代表五类解释因素，即干旱相关、气候、土壤湿度、纬度和土壤特性变量。 T fd、S fd、Δ SIF、PRE、TEM、VPD、PET、ET、SSM、RSM、LAT、CLY、SLT、SND分别表示突发干旱持续时间、突发干旱严重程度、植被损失、降水量（mm）、温度（℃）、水汽压差（hPa）、潜在蒸散量（mm）、蒸散量（mm）、地表土壤湿度百分位数（%）、根区土壤湿度百分位数（%）、纬度（°）、粘粒含量（g kg -1 ） 、狭缝含量（g kg -1）、沙粒含量（g kg -1）。后缀RES和REC分别表示响应期和恢复期。
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图7.气象干旱、蒸发干旱和土壤骤然干旱期间不同8天间隔内的(a)降水异常(mm)、(b)温度异常(℃)、(c)蒸散异常(mm)、(d)潜在蒸散异常(mm)、(e)水汽压差异常(hPa)、(f)地表土壤湿度百分位数(%)和(g)根区土壤湿度百分位数(%)箱线图。T o、T m、T e、T Res、T Rec分别表示骤然干旱的开始、峰值、结束、响应时间和恢复时间的间隔。MFD、EFD和SFD分别表示气象干旱、蒸发干旱和土壤骤然干旱。
