近日，我院生态服務功能監測與評估團隊在國際著名期刊Geophysical Research Letters發表題為“Increased asymmetry of ecosystem productivity responses to precipitation in recent two decades ”的研究論文(https://doi.org/10.1029/2024GL113861)。該論文的第一作者為戴黎聰副教授和中山大學梁敏琪博士，通訊作者為胡中民教授，365英国上市官网在线為第一完成單位。

全球變暖改變了全球降水模式并導緻降水變異增加，這種趨勢預計在未來幾十年将持續。在未來降水變異增加的背景下，全球陸地生态系統生産力是否會發生改變仍不清楚。傳統研究認為，植被生産力與降水呈線性關系，即濕潤年與幹旱年的生産力變化相互抵消。但越來越多的觀測試驗表明，生态系統生産力對降水改變的響應存在非對稱性關系。目前現有研究多聚焦特定區域（如半幹旱草地或溫帶森林），對于全球陸地生态系統生産力對降水變異時間和空間上的研究尚不清楚，導緻對未來生産力預測存在較大不确定性。

圖1 植被生産力對降水改變響應形式的示意圖

該研究團隊首次在全球尺度上系統評估了2001-2018年間生态系統生産力對降水變化的非對稱響應，解析其空間格局與時間趨勢，并利用多模型模拟和機器學習方法（如随機森林）

首次量化了生态系統生産力對降水響應的不對稱性的空間格局和時間趨勢。研究發現，生産力對降水改變的非對稱性随濕潤指數的增加逐漸減小，表明在幹旱地區，降水增加對生産力的增加幅度大于降水減少對生産力的下降幅度，而且這種不對稱性從幹旱地區的正非對稱性逐漸轉變為濕潤地區的弱負非對稱性。此外，在過去的二十年裡，大多數生态系統（尤其是中高緯度地區）的非對稱性顯著增強。氣候變化尤其是降水變化是過去二十年來全球範圍内這種不對稱性增強的主要驅動因素。該研究表明，在未來降水變異增加的背景下，降水變異的增加(排除極端降水事件)可能會增加幹旱地區草地和灌木生态系統的植被生産力，但可能會降低森林生産力。

圖2 基于歸一化植被指數（NDVI）（a）、增強型植被指數（EVI）（b）、日光誘導葉綠素熒光（SIF）（c）的非對稱性空間格局，以及利用NDVI（d）、EVI（e）和SIF（f）估算的非對稱性随濕度指數梯度的空間變化

圖3 2001 - 2018年三種生産力指數非對稱性時間動态以及空間分布格局

該研究得到了國家自然科學聯合基金（U23A2002）、國家自然科學基金國際合作項目(42361144877)、第二次青藏高原科學考察與研究計劃（2019QZKK0405）和365英国上市官网在线科研啟動基金（KYQD(ZR)-22084，KYQD(ZR)21096）等項目資助。該研究合作者還包括科羅拉多州立大學陳安平教授和北京大學袁文平教授。

論文信息

Dai, L., Liang, M., Chen, A., et al. (2025). Increased asymmetry of ecosystem productivity responses to precipitation in recent two decades. Geophysical Research Letters*, 52, e2024GL113861. https://doi.org/10.1029/2024GL113861

圖文：戴黎聰  審核：胡中民