降水是决定陆地生态系统功能和服务的主要限制因子之一。随着全球变暖导致的大气环流加剧，未来降水变化也将会更加强烈，造成持续时间更长且更加频繁的极端干旱事件。极端干旱会对陆地生态系统产生严重影响，不仅会限制植物生长和生态系统碳吸收，还会对生态系统产生持续影响，造成生态系统退化。生态系统在经历极端干旱后会变的十分脆弱，对其它环境扰动十分敏感，这种潜在的影响会造成很大不确定性。因此，更好的理解极端干旱后生态系统的恢复机制将有助于预测未来极端气候干扰下的陆地生态系统动态。
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，探讨持续极端干旱对草地生产力的影响及其恢复机制。结果表明极端干旱处理显著降低该半干旱草原地上净初级生产力。干旱处理停止后，地上净初级生产力在第一年(2013)便完全恢复，并表现出过补偿响应。干旱后的土壤资源条件、增加的根系生物量分配及群落中各功能群间的补偿动态共同调控了生态系统的恢复。群落的过补偿机制能够部分抵消干旱所造成的碳损失，具有十分重要的生态学意义。本研究结果也指出过补偿机制的存在能够减轻极端干旱对草地生态系统的影响，在维持生态系统功能和稳定性上发挥着极为重要的作用。
该成果以“Overcompensation of ecosystem productivity following sustained extreme drought in a semiarid grassland”为题发表于《Ecology》，该期刊为生态学国际主流期刊（SCI一区Top，2022年影响因子6.431）。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和河北省自然科学基金的资助和支持。
图1. 2013至2016年恢复期间，地上净初级生产力(ANPP, a)、多年生非禾本科杂类草生物量(AGBPF, b)、禾本科生物量(AGBPG, c)和一二年生植物生物量(AGBAB, d)的变化值。