生产力时间稳定性是一定时间内生产力变异系数的倒数，反映了群落在受到干扰后的恢复能力，能够有效预测气候变化背景下生态系统功能的可持续性。以往研究更多关注逐渐温度和降水变化（趋势性气候变化）对草地群落稳定性的影响。此前研究发现，背景气候调控了增温和放牧对高寒草甸群落生产力时间稳定性的影响（Liu et al., 2021, Global Change Biology）。然而，大量研究表明，趋势性气候变化会导致极端气候事件频繁发生，如果不考虑极端气候事件频发的协同效应，可能会低估趋势性气候变化对生产力时间稳定性的负面影响。因此，极端气候事件频发会否调控了趋势性气候变化对天然草地的生产力时间稳定性的影响，及其调控机制如何，是当前气候变化生态学研究领域的前沿科学问题。
近期，中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队汪诗平研究员等结合国际上36项长期连续监测的天然草地生产力数据（均长于10年），以前期改进的数据重取样方法及生产力时间稳定性计算方法为研究基础（Liu et al., 2021, Global Change Biology），探讨了极端气候频次增加会否降低生产力时间稳定性，解析了其会否调控趋势性气候变化因子对生产力时间稳定性的影响机制。
研究发现，过去60年间，随着大气温度与降水的增加，极端气候发生的频次随之增加（图1）。与增温相比，降水增加是影响生产力时间稳定性的主要趋势性气候变化因子。一方面，通过增加生产力平均值来提高生产力时间稳定性；另一方面，通过降低生产力的降水敏感性来降低生产力标准偏差，进而提高生产力时间稳定性（图2，3）。作者进一步研究发现，随着极端气候频次的增加，生产力标准偏差的增加导致生产力时间稳定性降低。更重要的是，极端气候频次增加与降水增加的相互作用降低了天然草地恢复力，甚至削弱降水对生产力时间稳定性的正效应（图3）。这一研究结果表明，在长时间尺度上，离散的极端气候事件持续降低天然草地的恢复力，对生产力时间稳定性的累积产生负作用，是降水增加背景下提升生产力时间稳定性的重要限制因子。该研究还强调了在评估趋势性气候变化对陆地生态系统的影响时，需要耦合极端事件调控效应的重要性。
上述研究成果以“Increased frequency of extreme climatic events weakens the community stability of natural grassland under directional climate changes by reducing resilience”为题，在线发表于国际期刊Global Ecology and Biogeography，我所博士生刘培培和吕汪汪为论文共同第一作者，汪诗平研究员为论文通讯作者。该研究获得国家自然科学基金委（41988101，42230504）、国家自然科学基金委与西藏自治区联合重点基金（U20A2005)、甘肃省科技计划（23JRRA1146）等联合资助。
文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/geb.13824
图1 研究点年均温（a）、年降水（b）和极端气候频次（同时包括极端干旱和极端湿润事件）的年际变异
图2 温度、降水与极端气候频次的交互效应对生产力时间稳定性（a, b）、生产力平均值（c, d）和生产力标准偏差（e, f）的影响
图3 气候变化因子对生产力时间稳定性、生产力平均值及生产力标准偏差影响的结构方程模型分析
