2026年3月4日,北京师范大学地理科学学部人地系统耦合团队在《Nature Ecology & Evolution》发表题为“Human pressure and biodiversity modify forest resilience after extreme multiyear droughts”的研究论文。该研究绘制了全球森林在多年干旱前后恢复力的空间格局,并探究生物、非生物因素与人为因素对森林韧性的影响机制。
随着全球变暖背景下干旱事件的强度增加、持续时间延长,森林正面临更频繁的生长受限、死亡风险上升与生态系统服务退化等多重冲击。尤其是快速发展的闪旱与复合高温–干旱事件,会通过更高的蒸汽压亏缺强化水分胁迫,减缓全球植被增绿进程并延长恢复时间。更值得警惕的是,全球范围内干旱正呈现更高的发生频率,并具有向持续数年至数十年的多年干旱演化的趋势。然而,这类长历时扰动究竟如何重塑森林的韧性动态、自然环境与人类活动对多年下森林韧性变化的耦合影响机制亟需得到明确认识。
针对这一关键知识缺口,本研究聚焦1990–2018年全球极端多年干旱事件后的森林韧性动态。基于遥感植被绿度指标并以滞后1阶时间自相关刻画韧性变化,首先在经历单次多年干旱的区域中对比干旱前后韧性差异;随后综合评估生物、非生物因子对韧性变化方向与幅度的影响;进一步引入人类足迹指数,解析人类压力与生物因子的交互作用,并采用反事实匹配方法评估森林管理这一特定人为扰动的影响。
研究发现,多年干旱几乎遍布全球(除南极洲外),并普遍削弱森林韧性。更重要的是,干旱强度越高,韧性下降程度越显著,与干旱前相比,在最严重的10次多年干旱之后,超过70.9%的森林韧性降低,显著高于最强50次事件(62.1%)以及全部326次事件的总体水平(57.4%)。

图1. 极端的多年干旱降低了森林韧性
基于此现象,研究发现物种丰富度是导致森林韧性空间差异的首要因素,其次依次为水汽压亏缺、气温与土壤水分。在不同气候带中,植物物种丰富度与韧性的关系并不一致,既可能呈正相关也可能呈负相关。然而,在考虑其与人类足迹的交互影响之后,上述正负关系变得一致且强烈为负。并且随着 人类足迹强度升高,物种丰富度与韧性之间的负向关联(即更强的韧性损失)会被进一步强化,表明人类压力与生物多样性共同塑造林韧性,且这一现象在寒带森林中尤为突出。

图2 . 极端多年干旱后韧性变化的影响因素重要性

图3. 人类足迹与物种丰富度对极端多年干旱后森林韧性影响的共同作用
为了进一步解释人类活动对森林韧性的影响,本研究采用反事实匹配方法开展对比。结果显示,人工管理林在经历多年干旱后的韧性丧失的严重程度和空间范围显著高于完整森林,恢复过程更受限;这种差异在北方森林更突出,尤其体现在北方针叶落叶林。该结果提示:在干旱风险加剧的未来,森林的人工经营方式与干预强度可能成为决定森林韧性高低的重要管理杠杆。

图4. 管理森林和完整森林在极端多年干旱后韧性变化的差异
该研究强调,未来的森林保护与管理不应仅聚焦提升生物多样性或应对气候风险本身,更应将削减人类压力作为提升干旱后韧性的核心杠杆,通过扩大保护地与自然保留地、减少高强度经营与土地利用压力,最大限度降低气候变化背景下森林功能与生态系统服务的长期损失。
北京师范大学地理科学学部硕士生吴恬静为论文第一作者,教师刘焱序副研究员为通讯作者。论文合作者包括中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士,瑞士联邦森林、雪与景观研究所陈良致博士和Arthur Gessler教授,中国科学院地理科学与资源研究所伏正研究员,北京师范大学地理科学学部李琰研究员、武旭同研究员、丁婧祎副研究员、李长嘉研究员、王帅教授、赵文武教授。该研究得到国家重点研发计划青年科学家项目(2024YFF1309200)、国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)(42522105)、高等学校学科创新引智计划(B23027)、中国中央高校基本科研业务费专项资金、瑞士国家科学基金会(CRSII5_216562)的支持。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41559-026-03015-3