国家生态科学数据中心在中等干旱程度下中国森林生态系统不同林型的抵抗力和恢复速率方面取得研究进展

• ：数据中心
        
• ：2022-10-10

       气候变暖引发的更频繁的干旱将显著影响全球森林生态系统的组成、结构和功能，而森林生态系统抵御干旱并从干旱中恢复的能力通常采用抵抗力和恢复速率来表征。森林生态系统对干旱的抵抗力和恢复速率通常因干旱的严重程度而异。关于严重干旱对森林生态系统影响的研究表明，常绿林比落叶林具有更高的抵抗力。然而，常绿林和落叶林应对中等干旱的抵抗力和恢复速率是否不同，这在很大程度上仍然未知。

       近期，中国科学院地理科学与资源研究所何洪林研究员团队在中等干旱程度下中国森林生态系统不同林型的抵抗力和恢复速率研究中取得重要成果。基于遥感和地面观测数据，系统分析了近年来中国森林生态系统的干旱特征，首次评估了与严重干旱相比，中等干旱程度下中国森林生态系统中常绿林和落叶林的抵抗力和恢复速率的差异，并重点揭示了不同干旱发生季节对常绿林和落叶林抵抗力和恢复速率差异的影响，进一步采用随机森林回归指出了气候因子和物种丰富度对抵抗力和恢复速率的相对重要性。研究成果发表在ELSEVIER旗下的环境科学与生态学期刊Ecological Indicators（IF：6.263）。

       研究结果表明，2000-2018年中国森林生态系统主要经历了中等干旱事件，不同林型在中等干旱时表现出与严重干旱时不同的抵抗力和恢复速率。由于不同的应对策略，落叶林表现出较高的抵抗力（30.39 ± 21.32），常绿林表现出较高的恢复速率（1.38 ± 1.10）。对于不同的干旱发生季节，中国森林生态系统不同林型的抵抗力和恢复速率存在差异。落叶林和常绿林的抵抗力（43.88 – 78.24%）和恢复速率（-31.04 – −52.20%）在春季、秋季和冬季表现出显著差异。无论是常绿林还是落叶林，气候因子都是影响中等干旱程度下抵抗力和恢复速率的主要因素，与严重干旱下气候因子的主导作用相似。总辐射（41.06%）和温度（30.97%）是影响干旱抵抗力的主要因素，而干旱后的恢复速率主要由总辐射（40.30%）和降水（27.33%）解释。研究结果突出了在发生中等干旱事件时，常绿林和落叶林表现出与严重干旱事件时不同的响应差异，强调了在未来生态系统模型改进的过程中考虑干旱程度的响应的迫切性。同时，落叶林的高抵抗力和常绿林的高恢复速率突出了在未来实施生态系统保护和管理措施时，应该把常绿林和落叶林混交在一起，以提高气候变化背景下的森林生态系统稳定性。

图1.中国森林生态系统经历干旱事件的空间格局和统计结果。a：中国森林生态系统的干旱严重程度。b和c：经历中等干旱区域的发生频率和发生时间。d：常绿林和落叶林中不同干旱严重程度的百分比。e和f：经历中度干旱的常绿林和落叶林中发生频率和发生时间的百分比。实心柱和条纹柱分别表示常绿林和落叶林。

图2.不同森林类型和干旱时间对中等干旱的抵抗力和恢复速率的空间格局。a和b：中国森林生态系统对中等干旱的平均抵抗力和恢复速率。c和d：常绿林和落叶林对中等干旱的抵抗力和恢复速率差异。e和f：春、夏、秋、冬干旱期间常绿林和落叶林抵抗力和恢复速率的差异。实心柱和条纹柱分别表示常绿林和落叶林。

图3. 随机森林模型中预测变量的相对贡献，用均方误差增加百分比（%IncMSE）表示。%500棵树产生了中等干旱程度下中国森林生态系统的抵抗力（a）和恢复速率（b）的IncMSE值。MAR、MAT、MAP和SR分别表示年平均总辐射、年平均温度、年平均降雨量和物种丰富度。

       该研究获得国家重点研发计划（2016YFC0500204）和国家自然科学基金（42030509）等项目的资助。国家生态科学数据中心的吕妍博士为第一作者，国家生态科学数据中心的何洪林研究员和任小丽副研究员为通讯作者。

       论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X22009426