荒漠生态系统净初级生产力对降水脉动响应研究获进展

植物对降水响应一直是干旱区研究领域关注的重点问题。2007年IPCC指出北半球大降水事件将增多，小降水事件频率降低和干旱间隔期将延长，荒漠生态系统如何响应降水格局的变化成为干旱区生态水文学研究的热点之一。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员以中国干旱区温带沙质荒漠（沙漠）和砾质荒漠（砾漠）为研究对象，收集获取2005-2012年日降水和MODIS-NDVI数据，对两种生境NDVI对极端降水格局的响应特征进行分析研究，确定了荒漠生态系统净初级生产力对独立降水事件的响应量、滞后期、最大最小降水阈值等。

已有研究采用阈值延滞模型估算了不同灌木植被生长速率和液流对降水事件响应的滞后期、最大最小降水阈值分别为3-5天、5-10 mm、50-100 mm。与之相比，该研究发现：

(1)5mm和30mm降水事件是荒漠区植被NDVI开始响应和发生较大响应的阈值，其中>30mm降水事件后NDVI的增长率是<30mm降水事件的3-6倍；砾漠响应持续期较沙漠长，且随降水事件大小发生变化，最大为32天；相同的降水事件沙漠较砾漠更敏感，响应值是砾漠的2.5倍。

(2)砾漠和沙漠对于相同的年内降水脉动表现为不同的生产力响应特征：砾漠表现为整个生长季的多次生产力高峰；沙漠则为单次生产力高峰，出现于8月底；而降水格局改变使得砾漠生态系统生长季NDVI出现多次生产力峰值更明显。

该研究受到国家杰出青年科学基金(41125002) 和国家自然科学基金(41071019)的共同资助。成果发表于PLOS ONE。

2007和2011年生长季荒漠植被NDVI对降水事件的响应图。A:砾质荒漠研究区NDVI平均值对降水事件的响应；B:沙质荒漠研究区NDVI平均值对降水事件的响应；C:沙质荒漠和砾质荒漠研究区NDVI最大值对降水事件响应。