研究背景

植被的不同组织部分在干旱后的恢复速度对其整体生长和适应性具有重要影响。如植被茎部的快速恢复可以帮助植物重新建立结构支撑，维持直立姿态，从而更有效地利用光合作用所需的光照。若植物能够迅速生成新的叶片并启动光合作用，其能量积累和生长速度也会相应加快。因此，植物各组织的恢复速度不仅影响其适应性，还通过协同作用决定整个植物系统的稳定性及其生态功能的重新建立。

热带雨林作为地球上最重要的生态系统之一，其生态系统在很大程度上会受到气候变化的影响，尤其是厄尔尼诺现象会给热带雨林带来极大的干旱事件威胁。例如，2015-2016年的强厄尔尼诺事件导致热带雨林生物量大幅减少，其恢复过程直至2020年才基本完成。

本研究2015-2016年厄尔尼诺引发的极端干旱事件为研究背景，结合L-VOD、X-VOD和LAI数据，分别计算了热带雨林地区在经历此次干旱事件后植被木质层、冠层和叶片的恢复时长，并进一步分析影响不同植被组织结构恢复时长的关键因素。

研究方法：

本文使用SPEI03数据来判定干旱发生情况，判定SPEI小于-1的月份必须连续性持续最少2个月。且在干旱发生期间，植被必须受到干旱时间的影响，即去趋势化后的植被指数相对于平均数据低于-0.5个标准差。

植被从干旱中开始恢复的时长计算方式包括以下两种：

（1）植被的恢复时长从去趋势化后的植被指数异常达到最小值开始，并结束于去趋势化后的植被指数相对于植被平均状态大于-0.5个标准差。

（2）植被木质部恢复开始于干旱期结束，结束于去趋势化后的植被指数相对于植被平均状态大于-0.5个标准差。

研究结果

1.     热带雨林经历了严重且较久的干旱事件

      南美洲（56%）和非洲（90%）的大部分常绿阔叶林受到了2015-2016年厄尔尼诺事件引发的严重干旱影响。其中非洲的常绿阔叶林受到持续时间最长的干旱影响。

      2. 植被木质层在干旱后的恢复速度小于植被冠层和叶片

    植被叶片和冠层多在2个月之内恢复，其中73%的研究区植被冠层在2个月之内恢复，88%面积的研究区植被叶片在2个月内恢复。但对于植被木质层，仅52%研究区的植被木质部在2个月之内恢复到了干旱前的状态， 29%的研究区其植被木质部一年内尚未恢复到厄尔尼诺干旱事件前的状态，且植被木质层的恢复时长在空间上存在较大的空间差异。其中非洲热带雨林地区相较于南美洲和亚洲，其所需的恢复时长最长。

3. 干旱对植被木质部的影响程度是影响整个热带常绿阔叶林地区植被木质部恢复时长的主要决定因子。

植被木质层的恢复时长主要受到干旱对其直接影响的制约，其次是恢复期内与水分相关的气候条件（如VPD、降水量和土壤湿度）以及季节变化幅度（即月均温度和降水标准差的变化幅度）的影响。干旱期间植被木质组分受到的损害越严重，恢复期的气候条件越不利（如降水量越少、土壤湿度越低、VPD越高），季节变化幅度越大（即月均温度和降水的标准差越大），对应的植被木质组分恢复时间就越长。

文章来源： Dou, Y., Tian, F., Wigneron, JP. et al. Satellite observations indicate slower recovery of woody components compared to upper-canopy and leaves in tropical rainforests after drought. Commun Earth Environ 5, 725 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01892-9