大气干旱对中国典型温带生态系统植被生产力的影响OA

水分是温带生态系统总初级生产力(GPP)时空变异的关键因子。大量研究发现温带生态系统大气水分亏缺(VPD)增加(即大气干旱)显著抑制GPP,但其效应是否受到土壤水分(SWC)调控,以及是否普遍存在于所有温带系统,尚不清楚。该研究选取中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)中的内蒙古温带草原内蒙古站和长白山温带森林长白山站作为研究对象,对比解析两站点间GPP对VPD的响应特征及驱动机制。结果表明,整体上,温带森林GPP与VPD呈正相关,而温带草原二者呈负相关。在温带草原水分受限时期,VPD显著抑制GPP;随着SWC的改善,VPD抑制效应显著降低,说明SWC正向调控VPD对GPP的负效应。在温带森林中,不同水分条件下VPD均与GPP呈显著正相关,但VPD的正向效应受SWC负向调控(即高SWC时VPD正效应减弱)。结构方程模型揭示,在温带草原中,水分受限时期,强辐射和低降水通过降低相对湿度和升高土壤温度而增加VPD,进而抑制GPP;在水分充足的温带森林中,水分受限期的良好光照和温度条件主导了GPP增加,抵消了潜在VPD的负效应。该研究揭示了不同温带生态系统(草原、森林)中VPD对GPP的影响存在明显的异质性,且均受SWC的关键调控,为准确评估未来加剧的大气干旱对生态系统功能的影响提供了重要依据。