近日，实验室在《Nature Geoscience》发表题为“Precipitation and soil phosphorus regulate post-drought resilience in tropical forests”的研究论文。研究基于2003—2022年卫星遥感植被指数和陆地水储量异常数据，评估了全球热带森林极端干旱后的生态系统韧性变化，揭示了降水和土壤磷在调控干旱后韧性变化中的关键作用。

随着全球变暖加剧，热带森林正面临更加频繁和强烈的干旱事件。然而，干旱结束并不意味着其生态影响随之结束。植被绿度和生产力可能在较短时间内重新恢复，但生态系统维持稳定状态、抵御后续扰动并避免向替代状态转变的能力，可能仍然受到长期影响。生态系统韧性（ecosystem resilience）反映了生态系统在外界扰动下维持稳定状态、避免发生临界转变的能力，是评估森林长期稳定性的重要指标。已有研究在亚马逊等区域发现干旱可能导致森林韧性下降，但不同热带森林在极端干旱之后是否具有一致的响应，以及气候背景、森林结构和土壤养分究竟如何共同调控干旱后的韧性变化，仍缺乏泛热带尺度的系统认识。

针对这一问题，团队研究结果表明，极端干旱之后，68.8%的热带森林出现生态系统韧性下降，仅20.3%的区域表现为韧性增加，其余约11.0%的区域没有明显变化。 韧性下降广泛分布于亚马逊西部、非洲东部以及赤道亚洲等区域。这种变化具有明显的森林类型差异。研究将热带森林划分为热带湿润阔叶林（TrMBF）、热带干旱阔叶林（TrDBF）和热带疏林（TrWL）。三类森林干旱后的平均韧性变化分别约为−0.08、−0.12和−0.15。与热带湿润阔叶林相比，热带干旱阔叶林的韧性下降幅度约高1.6倍，热带疏林则接近2倍。

图1. 2003—2022年全球热带森林旱后韧性变化的空间格局

研究进一步分析了干旱强度和持续时间是否会改变森林韧性的响应程度。结果显示，在三类热带森林中，随着干旱强度增加，干旱后的韧性均呈现更明显的下降趋势。同时，干旱持续时间越长，韧性下降也越明显，而且这一效应在热带干旱阔叶林和热带疏林中强于热带湿润阔叶林。这说明森林韧性不仅受到“是否发生干旱”的影响，也取决于干旱事件本身的强度和持续时间。

图2. 干旱强度和持续时间对热带森林旱后韧性的影响

为揭示热带森林旱后韧性空间差异的调控机制，研究进一步综合考虑年气候、森林结构及土壤属性。结果表明，年均降水是泛热带尺度最重要的调控因素。然而，降水的作用并不是简单的线性关系，也不是所有森林都具有相同响应。在热带湿润阔叶林中，随着年均降水增加，干旱造成的韧性损失总体减弱，但其响应存在明显的非线性特征；在热带干旱阔叶林中，年降水约为1000—1500 mm的区域出现了最大的韧性下降；而在更加水分受限的热带疏林中，韧性变化则随着年均降水增加而持续改善。

图3. 不同热带森林类型中旱后韧性的主要调控因子

除降水外，研究还发现土壤磷是不同热带森林生物群系中表现最为一致的韧性调控因素。空间分析表明，土壤磷主导了约28%的热带森林旱后韧性变化，其中约19%的森林区域表现为较高土壤磷对应较小的韧性损失，主要分布于亚马逊东南边缘、中非和加里曼丹岛等区域，而负向作用区域仅约占9%。随着年均降水降低，土壤磷对森林韧性的调控作用反而不断增强。

图4. 热带森林干旱后韧性主要调控因子的空间分布

图5. 不同森林生物群系及降水梯度下主要调控因子的效应变化

该成果以地表过程与水土风沙灾害风险防控全国重点实验室为第一完成单位。论文第一作者为北京师范大学地理科学学部2025级博士生褚阳，通讯作者为北京师范大学郭兰兰副教授和清华大学何斌副教授。论文合作者包括香港大学冯禹昊博士、中国科学院植物研究所苏艳军研究员、清华大学武超老师和李铁威博士、澳大利亚莫纳什大学Wang Ying-Ping教授、中科院大气物理研究所李婷婷研究员、瑞典查尔姆斯理工大学钟子乾博士、浙江师范大学徐红涛博士、中科院生态环境研究中心姚诗雨博士，以及课题组杨国燕、郑欢、赵豪翔、贺相綦、黄诚诚、高怡阳等同学参与了此项研究。

相关文献：

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论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41561-026-02095-x