近日,全球变化生态学领域顶级期刊Global Change Biology在线发表了我校水保学院张志强教授团队学术论文“Hyposensitive canopy conductance renders ecosystems vulnerable to meteorological droughts”,水保学院青年教师许行博士为论文第一作者,张志强教授和美国杜克大学Ram Oren教授为共同通讯作者。
在气候变化不断加剧的背景下,植物死亡和生态系统功能衰退受到全世界的广泛关注。气象干旱被认为是当前和未来影响陆地生态系统功能及其稳定性的主要威胁之一。因此,准确识别易受极端干旱影响的生态系统类型,并评估其脆弱性,对于理解极端气候下生态系统功能退化的过程和预测未来植被动态变化至关重要。
针对上述问题,研究团队利用全球通量观测、历史水文气象、植被遥感和植物功能性状等数据,通过冠层导度(Gc)对饱和水汽压差(VPD)敏感性经验值与理论值的偏差百分比(δ),首次构建了评价陆地生态系统敏感性的方法,并根据δ将全球165个生态系统划分为低敏感(Hyposensitive)、适度敏感(Sensitive)和高敏感(Hypersensitive)生态系统,解析了不同敏感性的生态系统对气象干旱的响应,并评估了它们在极端干旱下的脆弱性。
植被类型和土壤水分可利用性对生态系统敏感性的影响
研究发现,土壤水分可利用性主导了干旱地区生态系统的敏感性,而湿润地区的生态系统表现出了更明显的气候适应性。当干旱发生时,低敏感和高敏感生态系统在结构和功能上采取了不同的应对策略。高敏感生态系统通过落叶减少冠层蒸腾失水,并提高冠层光合效率;而低敏感生态系统则通过保持叶片数量和冠层导度来维持光合生产力,但这会造成水力系统损伤。因此,低敏感生态系统无法像高敏感生态系统那样迅速地从干旱中恢复过来。该研究强调,在大气-土壤干旱不断加剧的背景下,低敏感生态系统面临着更大的退化风险。
生态系统敏感性与其干旱下抵抗力和恢复力的关系
该研究得到国家重点研发计划项目(2022YFF1302501)、国家自然科学基金项目(31872711)和北京林业大学新进教师科研启动基金项目(BLX202108)的资助。
论文链接:http://doi.org/10.1111/gcb.16607