生态系统恢复力是维持生态系统结构和功能稳定的基础。然而，全球过去几十年生态系统恢复力变化的阶段性，以及在未来气候变化下生态系统恢复力丧失的风险尚不清楚。基于时间自相关原理的AR(1)指数是评估生态系统恢复力的经常使用指标。本研究首先基于叶面积指数(LAI)和太阳诱导叶绿素荧光(SIF)评估了生态系统AR(1)的空间格局。然后应用趋势分析和断点分析识别了恢复力的变化，并分析了这种变化的驱动因素。最后利用CMIP6的总初级生产力(GPP)数据预测未来生态系统恢复力丧失的风险。研究主要发现如下：

1)生态系统AR(1)的空间格局

LAI和SIF一致地揭示了高值AR(1)集中在北美洲西南部、南美洲东部和南部、非洲南部、地中海和澳大利亚(图1a,c)；低值AR(1)集中在欧亚大陆北部、亚马逊地区、刚果地区和东南亚。就不同气候区而言，AR(1)平均值在干旱区最高(图1b、d)，示意干旱区生态系统最低的恢复力。

图1 生态系统AR(1)的空间格局

2)生态系统恢复力趋势的转变

基于LAI的AR(1)的持久趋势(1982年至2016年)在亚马逊、刚果和东南亚是下降的(图2a)，表明恢复力增加；在北美洲西南部、非洲南部、地中海和澳大利亚是上升的，表明恢复力下降(图2a)。然而，基于LAI和SIF的AR(1)的短期趋势(2001 - 2016年)揭示了陆地生态系统恢复力普遍下降。在热带地区，AR(1)的持久趋势和短期趋势的相反信号意味着恢复力趋势发生了转变，即从20世纪末的恢复力增加到21世纪初的恢复力下降。

图2 陆地生态系统恢复力的变化。AR(1)的增加趋势表示恢复力下降， AR(1)的下降趋势表示恢复力增加。

恢复力趋势的转换类型方面，跨越60%的生态系统经历了从第1阶段的恢复力增加趋势到第2阶段的恢复力下降趋势的转变(图3)。

图3 陆地生态系统恢复力趋势的转换。D-D，第1阶段和第2阶段恢复力均呈现下降趋势，但趋势值不同。D-I，恢复力由第1阶段的下降趋势转变为第2阶段的增加趋势。I-D，恢复力由第1阶段的增加趋势转变为第2阶段的下降趋势。I-I: 第1阶段和第2阶段恢复力均呈现增加趋势，但趋势值不同。

3)恢复力变化的驱动因素

恢复力变化的关键驱动因素存在空间差别，热带的降水变异性变化、干旱区的植被覆盖度变化、温带和寒带的气温变化解释了恢复力从第1阶段的增加趋势到第2阶段的下降趋势的转变。

图4 恢复力变化的驱动因素。

4)未来生态系统恢复力的变化

与SSP126和SSP245情景相比，陆地生态系统在SSP585情景下遭受恢复力下降的面积比例和强度预计会更大，尤其是寒带(图5)。

图5 未来生态系统恢复力的变化。

北京师范大学地理科学学部2020级直博生姚莹为论文第一作者，刘焱序副研究员为通讯作者，以“Declined terrestrial ecosystem resilience”为题，近期发表在《Global Change Biology》。地理科学学部2022级直博生伏丰玉、2021级硕士生宋佳熙、2019级直博生王奕佳、2022级硕士生韩宇、2023级硕士生吴恬静等参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金重大项目（41991235）、面上项目（42171088）和中央高校基本科研业务费等项目的资助。

原文链接：

Ying Yao, Yanxu Liu*, Fengyu Fu, Jiaxi Song, Yijia Wang, Yu Han, Tianjing Wu, Bojie Fu. (2024). Declined terrestrial ecosystem resilience. Global Change Biology, 30, e17291. https://doi.org/10.1111/gcb.17291