根据地球系统模型预测降水年际变异在未来气候变化情景下将不断增强，包括极端湿润和极端干旱年份出现频率会增加。这种降水年际变化的增强可能对区域生态系统碳储量和陆地碳固存潜力产生深远影响。基于模型模拟和全球综合的研究表明，在年际降水变率加剧的情况下，生产力的变化具有很大的不确定性，这妨碍了对降水变率增加对生态系统碳储量的影响的准确评估。
本研究利用在内蒙古温带半干旱草原开展的一项降水控制实验数据，探讨草地碳汇对降水年际变化的响应及其潜在机制。研究区域1953-2017年的长期气象记录显示，低降水变率年份出现的频次不断减少，而高降水变率年份出现的频次持续增加。根据研究区域的降水波动，本研究定义了三种降水变率强度(20%、40%和60%)。结果表明生态系统总初级生产力（GPP）和生态系统呼吸（ER）对增加降水的敏感性高于其对减少降水的敏感性，从而导致增加降水变异强度显著提GPP和ER。此外，GPP对降水变化的响应程度比ER更大，导致增加降水变异显著提高净生态系统生产力(NEP)，且NEP随降水变异强度的增加而增加。在湿润条件下，对增加降水更敏感的物种在植物群落中占比的增加，以及植物根系对减少降水的不敏感响应在一定程度上解释了上述结果。以上发现也证明该半干旱草地对极端湿润条件更敏感，但对极端干旱具有一定抵抗力。本研究为降水年际变化加剧会增加生态系统碳固存潜力提供了直接证据。
该成果以“Increased interannual precipitation variability enhances the carbon sink in a semiarid grassland”为题发表于《Functional Ecology》，该期刊为生态学国际主流期刊（JCR一区Top，2021年影响因子5.608，五年影响因子6.749）。生命科学学院青年教师茹靖益博士为该论文的第一作者，万师强教授为通讯作者。河北大学为本文第一单位和通讯单位。该研究得到国家自然科学基金的资助和支持
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.14011
图1. 不同降水变异强度对GPP、ER和NEP的影响