严重干旱和火灾等气候敏感干扰对陆地生态系统的生产力和功能产生显著影响。我们量化了严重干旱和火灾后生态系统GPP对水分胁迫的敏感性（即干旱敏感性）的变化。在全球范围内，干旱敏感性（Δk）的变化在不同地区表现出相当大的差异，特别是与干旱水平有关。在干旱地区（超干旱、干旱和半干旱），干旱敏感性在受到干扰后趋于增加，而在湿润地区（湿润地区）则更容易降低。例如，典型的潮湿地区，如热带森林，表现出敏感性下降，而干燥地区，如北美西部、南部非洲和澳大利亚，表现出敏感性增加。
我们的数据显示干旱指数与生物多样性之间存在显著的正相关性，表明潮湿地区通常具有较高的生物多样性。在干旱地区，生物多样性较低，Δk大多>0，表明干扰后敏感性增加。相反，在生物多样性高的潮湿地区，Δk大多<0，表明敏感性降低。我们假设潮湿地区敏感性的降低是由于高物种多样性的缓冲效应，其中脆弱物种的损失因抗旱物种的恢复力而减轻。热带森林等潮湿地区通常表现出较高的物种多样性、结构复杂性和种间竞争。干扰后，竞争减少，使幸存的植物能够获得更多资源，从而促进生态系统更快恢复。这些幸存的物种通常更耐旱，这可能进一步导致敏感性下降。其他研究强调了生物多样性的缓冲作用，表明高生物多样性可以增强生态系统对干旱的抵抗力。
相比之下，澳大利亚和北美西部等干旱地区的物种多样性相对较低，缓冲效应也很小。此外，这些地区的植物由于接近绝对生物地理和气候阈值而容易受到缺水的影响。例如，旱地生态系统面临着高太阳辐射和温度、低云量和有限的可用水量，导致潜在蒸散量高和严重缺水。太阳辐射和干旱指数之间存在显著相关性，其中高太阳辐射与低可用水量相关。因此，太阳辐射高的干旱地区在干扰后往往表现出敏感性增加，而太阳辐射低的潮湿地区的干旱敏感性则表现出边际变化。先前的研究表明，旱地的植被绿度比湿润地区的植被绿度对降水更为敏感。同样，在缺水地区，如半干旱和干旱地区，叶面积指数对土壤湿度的敏感性要高得多。我们的随机森林模型确定，水资源可用性低、太阳辐射高和生物多样性低是干旱地区干旱敏感性增加的主要驱动因素。因此，干旱地区的生态系统具有高度不确定性，并且由于敏感性增加，容易受到未来缺水的影响。我们还探索了使用生态生理学和水文变量来解释我们的结果；然而，它们的重要性普遍较低。这可能是由于我们使用的数据的空间分辨率较低，这可能降低了生态生理和水文变量的重要性。最近的研究还表明，植物功能性状的保守-收购权衡在物种规模上很强，但在生态系统规模上减弱。
尽管干旱敏感性在干扰后可能会发生变化，但在干扰后平均约4-5年可以恢复到干扰前的状态。自然生态系统一般具有自我修复和功能恢复的能力，称为生态系统复原力。目前，大多数生态系统有足够的时间恢复其干旱敏感性，因为恢复时间短于相应的干旱重现间隔（~9年）和火灾重现间隔（~7年）。但仍有6.31% 的像素点表现出比相应的干旱重现间隔更长的恢复时间，表明某些生态系统在下一次干旱发生之前可能尚未完全恢复其敏感性。根据历史 PDSI 数据和未来气候预测，干旱重现间隔预计会更短。因此，干旱敏感性的恢复将变得具有挑战性，特别是当干扰的重现间隔短于所需的恢复时间时。这可能会影响陆地生态系统的可持续性，特别是旱地和陆地碳吸收的能力。
对气候敏感的干扰，例如干旱和野火，在调节生态系统功能和可持续性以及土地碳固存方面发挥着关键作用。预计气候变化将改变扰动状况，并在接下来的几十年中引发更严重和更频繁的扰动。了解和量化干扰对陆地生态系统和碳吸收的影响对于长期减缓气候变化至关重要。我们的研究结果强调了干扰后生态系统GPP 对水分胁迫敏感性的显著变化，并阐明了对未来气候敏感性恢复的有意义的影响。敏感性的增加增加了生态系统对后续水分胁迫的脆弱性，而干扰返回间隔的缩短则阻碍了生态系统的恢复。这些长期动态对于生态系统可持续性、土地碳汇和全球碳管理至关重要。
