火灾是陆地生态系统的主要干扰之一，其通过燃烧对生态系统功能产生了广泛影响。同时，火灾燃烧的过程还伴随着气溶胶和温室气体的排放。尽管约80%的火灾碳排放在随后的生长季节被植被再生重新吸收，但由于火灾会导致植被固碳能力下降，火灾碳排放的再吸收过程通常是漫长的。因此，火灾对生态系统碳循环有着深远的影响。然而，在全球范围内，火灾干扰后植被恢复到火灾前生产力水平的速率及主要的驱动因素尚不明确。

针对上述问题，该课题组基于月尺度的植被总初级生产力（GPP）及kNDVI和EVI为监测指标，结合气候、人类活动等多源数据，构建了火灾后植被生产力的恢复速率评估和主要驱动因素识别框架，在全球尺度上量化了2004-2021年每起火灾后的植被生产力恢复时间，并确定了影响恢复时间的主要因素。

研究结果表明：（1）整体而言，植被生产力恢复到火灾前水平平均需要数月到数年不等，大约87%的植被能够在两年内恢复到火灾前的生产力水平。然而，不同地区和不同植被类型之间存在明显的差异（图1b）。常绿针叶林和稀树草原的恢复时间最长，其次是常绿阔叶林、落叶针叶林和混交林。相比之下，草原和灌木地的恢复时间较短（图1c）。气候炎热和干燥的区域，植被遭受火灾干扰后生产力的恢复时间较长（图1d）。

图1 火灾后植被生产力平均恢复速率的空间分布格局（a）及其在纬度梯度（b）、不同植被类型（c）和水热梯度（d）的分布。

（2）在恢复阶段，火灾后气候条件（如土壤水分、VPD和气温）对全球恢复时间具有非线性影响。在全球约89%的评估区域，气候因素对植被生产力恢复表现出主导作用。随着干燥程度的降低，恢复时间受土壤水分和VPD主导的区域面积比例减少，而受气温主导的区域面积比例增加（图2）。人类活动也是影响生态系统植被生产力恢复的重要因素，人类干扰越大的地区植被生产力的恢复更快。

图2 火灾后植被生产力恢复时间的主导因素的空间格局（黑点表示该因素的增加抑制植被生产力的恢复）

该研究得到了国家自然科学基金项目、地表过程与资源生态学国家重点实验室和瑞典国家战略研究计划基金的支持。

北京师范大学地理科学学部何斌教授研究小组主要从事气候变化与陆地碳循环研究，近年来在陆地碳循环的气候驱动机制方面取得系列进展，成果相继发表在Nature Climate Change，Nature Geoscience，Science Advances，Nature Communications，National Science Review，Geophysical Research Letters等期刊，产生广泛影响。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41561-024-01520-3

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