氣候變暖導致水循環過程增強，使全球范圍內極端降水事件引起的旱澇災害發生頻率提高，這將對陸地生態系統碳循環產生顯著影響。研究表明，地上凈初級生產力對極端降水量變化的響應為非線性，且顯著區別于其對中強度降水量變化的響應。然而，作為碳循環關鍵過程的土壤呼吸對極端降水變化的響應并不清楚。
中國科學院華南植物園生態中心博士后杜悅在合作導師閆俊華和王應平的共同指導下，以全球248篇降水量變化控制實驗研究論文的觀測數據為基礎，分析草地和森林兩類生態系統土壤呼吸對降水量變化的響應。發現草地和森林兩類生態系統土壤呼吸對降水量變化的響應表現為不同的非線性（如圖）。在草地生態系統中，土壤呼吸的響應為負不對稱性（negative asymmetry，對降水量減少的敏感性更大）。在森林生態系統中，土壤呼吸的響應隨著降水量變化的強度而呈現不同模式，在中強度降水量變化條件下表現為正不對稱性（positive asymmetry，對降水量增加的敏感性更大），而在極端降水量變化條件下為負不對稱性。該結果將為預測土壤碳動態對降水量變化的響應和反饋提供可靠依據。草地和森林兩類生態系統土壤呼吸對極端降水量變化的響應表現為一致的負不對稱性，預示著在未來降水量變異增大（極端降水事件頻發）的情形下，土壤碳排放將顯著降低。
相關研究結果發表在Global Change Biology（《全球變化生物學》）上。研究工作得到國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金等的資助。
土壤呼吸與降水量變化百分比的相關關系
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