总初级生产力（GPP）是生物圈与大气之间最大的碳通量，LUE反映植被对光的利用效率，两者均受干旱或土壤水分亏缺的影响。近年来干旱发生的频率和程度均加深，因此，研究干旱或土壤水分亏缺对生态系统碳循环的影响具有非常重要的意义。森林和农田是陆地生态系统的重要组成部分，然而，土壤水分亏缺对森林和农田的滞后和累积影响仍不清楚。本研究基于35个通量观测站点数据，研究累积土壤水分亏缺（ASMD）、滞后土壤水分亏缺（LSMD）和瞬时土壤水分亏缺与GPP和LUE之间的关系。
研究结果表明，土壤水分亏缺对森林和农田的累积效应和滞后效应均显著强于瞬时效应，且累积效应强于滞后效应（图1和2）。对于农田，土壤水分亏缺对LUE的累积和滞后效应均显著强于森林（图3）。该研究表明土壤水分亏缺对植被的影响不是瞬时的，具有累积效应。研究结果将为在碳循环模拟中引入累积土壤水分亏缺这一重要因子提供理论支持。
图1 滞后土壤水分亏缺与森林LUE的相关性
图2 累积土壤水分亏缺与森林LUE的相关性
图3 滞后土壤水分亏缺(a)和累积土壤水分亏缺(b)与农田LUE的相关性
研究成果以“Stronger effects of accumulated soil moisture deficit on gross primary productivity and light use efficiency than lagged soil moisture deficit for cropland and forest”为题发表在《Agricultural and Forest Meteorology》（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192324004301）。威尼斯wnsr888硕士研究生姜卓攸为论文第一作者，周艳莲副教授为论文通讯作者。其他合作者包括居为民教授、何维博士、瑞典龙德大学段铮教授和南京信息工程大学柳艺博副教授等。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目（42141005）和面上项目（42077419）的资助。
论文信息如下：
Jiang, Z., Zhou, Y.*, Gao, S., Dong, Z., Wang, Y., Duan, Z., He, W., Liu, Y., Ju, W., 2025. Stronger effects of accumulated soil moisture deficit on gross primary productivity and light use efficiency than lagged soil moisture deficit for cropland and forest. Agricultural and Forest Meteorology, 361, 110317.
研究组近两年在土壤水分亏缺/干旱对陆地生态系统碳循环方面开展了一系列研究工作，主要成果如下：
Shi, L., Zhou, Y.*, He, W., Dong, Z., Jiang, Z., Wang, Y., Liu, Y., Ju, W. & Duan, Z., 2024. Mapping critical soil moisture thresholds of water stress for global grasslands. Journal of Hydrology, 644, 132090.
Zhang, Z., Zhou, Y.*, Ju, W., Chen, J. & Xiao, J., 2023. Accumulated soil moisture deficit better indicates the effect of soil water stress on light use efficiency of grasslands during drought years. Agricultural and Forest Meteorology, 329, 109276.
Wei, X., He, W., Zhou, Y.*, Cheng, N., Xiao, J., Bi, W., Liu, Y., Sun, S. & Ju, W., 2023. Increased sensitivity of global vegetation productivity to drought over the recent three decades. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128(7), e2022JD037504.
Wei, X., He, W., Zhou, Y.*, Ju, W., Xiao, J., Li, X., Liu, Y., Xu, S., Bi, W., Zhang, X. & Cheng, N., 2022. Global assessment of lagged and cumulative effects of drought on grassland gross primary production. Ecological Indicators, 136, 108646. (ESI高被引论文)