《Agricultural and Forest Meteorology》：Event-stage evidence reveals weakened vegetation recovery stability under multi-scale drought accumulation in the Yellow River Basin
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•事件阶段分析将GPP损失、恢复以及超过12个月的干旱响应进行了区分。•长期干旱累积与恢复不稳定性的关联比与GPP损失的关联更强。•持续性倾向型响应格局聚集在流域北部和北中部地区。引言干旱是制约陆地生态系统生产力、碳吸收和植被稳定性的主要气候限制因素。在受水分限制的地区，干旱
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事件阶段分析将GPP损失、恢复以及超过12个月的干旱响应进行了区分。
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长期干旱累积与恢复不稳定性的关联比与GPP损失的关联更强。
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持续性倾向型响应格局聚集在流域北部和北中部地区。
引言
干旱是制约陆地生态系统生产力、碳吸收和植被稳定性的主要气候限制因素。在受水分限制的地区，干旱的生态后果尤为显著，因为这些地区的植被生长紧密受到水分亏缺的时相、持续时间、强度和累积量的调节（Vicente-Serrano等，2013；Jiao等，2021）。生产力下降通常是干旱影响的最直接信号，但它并不能完全代表植被对干旱的响应。一次干旱事件可能在胁迫期间减少碳吸收，但其生态意义还取决于事件后生产力是否能够恢复，以及长期干旱暴露是否与延迟或不完整的恢复相关。越来越多的证据表明，干旱对植被生产力的影响包括即时损失、延迟恢复、恢复时间延长以及对生态系统碳吸收的遗留效应，这表明干旱响应不能仅通过单一异常值、滞后相关性或损失量来充分表征（Anderegg等，2015；Yao等，2022、2023；Yu等，2025；Liu等，2026a）。
以往的研究通过使用植被指数、生产力异常值、干旱指标以及气候-植被滞后相关性来改进了对干旱-植被关系的理解。这些方法对于识别干旱敏感性的宏观空间格局以及评估植被生产力如何沿环境梯度响应水分亏缺是有用的（Feng等，2013；Wu等，2022）。然而，基于相关性或异常值的分析往往将干旱效应在月、年或像元尺度上进行聚合。这种聚合可能掩盖单个干旱响应事件的内部结构。具体而言，它可能无法清晰区分植被在干旱期间是否经历了生产力损失、生产力随后是否恢复到稳定状态，以及长期干旱事件是否与不同的损失后响应路径相关。这一区分非常重要，因为具有相似干旱-植被相关性的区域在抵抗力、恢复稳定性、恢复时间和遗留响应路径方面可能存在显著差异（Li等，2018；Smith等，2022；Yao等，2023、2024a；Li等，2023）。
因此，从韧性视角解读植被干旱响应需要将响应阶段分离开来，而不是将干旱影响视为单一的生产力异常值。与抵抗力相关的行为反映在植被是否在干旱期间避免了或经历了生产力损失，而与恢复力相关的行为则反映在扰动后生产力是否恢复到稳定的损失后状态（Anderegg等，2015；Smith等，2022；Yao等，2022）。在本研究中，持续期条件性持久干旱响应特指与持续时间超过12个月的干旱事件相关的干旱-GPP响应事件。因此，它是一种持续期条件性的植被长期干旱暴露响应诊断指标，并不表示干旱结束后GPP持续受抑制，也不表示在干旱后存在额外的基于GPPz的响应阈值。近期的生态系统韧性研究进一步强调，仅凭恢复时间从概念上是不完整的，因为干旱韧性还取决于干旱强度、损失量、抵抗力-恢复力权衡、物候约束以及扰动后功能恢复的稳定性（Yao等，2022、2023、2024a；Li等，2023；Liu等，2026b）。因此，将生产力损失、稳定恢复和持续期条件性持久干旱响应区分开来，可以为评估植被干旱敏感性提供更过程导向的依据。
干旱累积时间尺度是响应异质性的另一个重要来源。短期干旱指数主要捕捉快速的大气或近地面水分亏缺，而更长的累积时间尺度则整合了持续的水分亏缺、根区土壤水分耗竭和延迟的生态效应（Vicente-Serrano等，2013；Zhu等，2022）。因此，植被对3个月、6个月和12个月干旱累积的响应可能反映了不同的水-生态胁迫路径。单一干旱时间尺度可能忽视即时生产力损失与延迟恢复不稳定性之间的对比。例如，长期累积干旱未必会增加初始生产力损失的发生率，而是可能与较低的损失后恢复稳定性和较高频率的持续期条件性持久干旱响应更密切相关。鉴于已有证据表明土壤水分限制、大气干燥度、复合热-旱事件和干旱遗留效应可能延长生态系统恢复时间并改变干旱后的生产力轨迹（Yao等，2023、2024b；Peng等，2024；Yu等，2025；Wang等，2025；Liu等，2026a），这一问题尤为相关。因此，需要一种多时间尺度、基于事件的框架来考察干旱累积如何在干旱暴露后重组植被响应路径。
黄河流域为研究这一问题提供了合适的区域背景。该流域跨越了气候、地形、植被和水分可利用性的强烈梯度，包含大面积的干旱、半干旱和半湿润过渡带。该地区的植被动态受到水分限制、生态恢复、陆表异质性和空间不均匀干旱暴露的共同塑造。黄土高原的大规模植被恢复显著改变了碳汇和生态系统服务，但同时也逼近了区域水资源约束，表明该地区的植被恢复与韧性同水分可利用性密切相关（Feng等，2013、2016）。近期研究进一步报道了黄河流域和中国的干旱特征、干旱影响、恢复和遗留效应在植被生产力方面的显著时空变异性（Jin等，2024；Dai等，2024；Xue等，2024；Wei等，2025；Wan等，2026）。然而，在初始生产力损失、损失后恢复稳定性和持续期条件性持久干旱响应之间的事件级区分仍不充分，尤其是在不同干旱累积时间尺度下。这限制了我们识别干旱敏感植被响应反复发生区域的能力，以及判断流域不同部分是否由不同响应格局所主导的能力。
在本研究中，我们针对黄河流域2001至2022年期间建立了一个基于事件的干旱-GPP响应框架。干旱事件使用3个月、6个月和12个月累积尺度下的高空间分辨率标准化降水蒸散指数进行识别，植被响应则使用月度标准化GPP异常值进行评估。本研究没有将干旱响应视为单一的植被异常值或相关系数，而是区分了三个响应组分：主要生产力损失、主要损失事件中的稳定恢复以及持续期条件性持久干旱响应。根区土壤水分和蒸气压亏缺被进一步用作辅助水文气候指标来解释干旱后的恢复条件，但不假设直接因果归因。具体而言，本研究探讨了四个问题：（1）干旱事件特征在3个月、6个月和12个月累积时间尺度间有何差异？（2）生产力损失、损失后稳定恢复和持续期条件性持久干旱响应在空间上及跨干旱时间尺度上如何变化？（3）干旱事件属性和干旱后水文气候条件在多大程度上能够区分不稳定的恢复和持久干旱事件？以及（4）干旱敏感植被响应的主要热点区域和综合响应格局分布在哪里？通过回答这些问题，本研究提供了干旱-植被响应的事件阶段评估，并论述了在干旱风险和植被韧性监测中为何应同时考虑恢复稳定性和持续期条件性持久干旱响应以及生产力损失。
章节摘要
研究区域
本研究在中国北部一个大型水文生态过渡区域——黄河流域开展（图1a）。该流域跨越了气候、地形、植被和水分可利用性的强烈梯度，包含干旱、半干旱和半湿润带（Liu等，2024）。主要植被和土地覆盖系统包括草地、农田和森林，它们分布在流域内显著不同的水文气候和地形环境中。这些梯度提供了
不同累积尺度下的干旱事件结构
在三个HSPEI累积尺度下，干旱事件特征存在显著差异（图3）。HSPEI3下共识别出64,550个干旱事件，HSPEI6下减少至36,838个，HSPEI12下为28,466个。事件检测覆盖了黄河流域大部分有效网格像元，但随着累积窗口增大，事件密度下降。
干旱事件频率的空间格局在不同累积尺度间也发生了变化（图3a–c）。在HSPEI3下，高频
多尺度干旱累积重组了干旱事件暴露
事件清单表明，干旱累积时间尺度从根本上改变了干旱暴露在黄河流域中的表征方式。HSPEI3捕捉了大量短持续时间的事件，而HSPEI6和HSPEI12则逐步减少了事件数量并保留了持续时间更长、核心干旱阶段更持久、累积干旱极值更强的事件（图7）。这一模式表明，三个HSPEI时间尺度并非简单地以不同
结论
本研究建立了一个事件阶段框架，考察干旱累积时间尺度如何塑造黄河流域植被生产力损失、恢复稳定性和持续期条件性持久干旱响应。HSPEI3捕捉了频繁的短持续时间干旱事件，而HSPEI12识别出的事件数量更少，但持续时间更长、核心干旱阶段更持久、累积干旱极值更强。植被响应表现出明显的阶段依赖模式。初始
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李培：撰写-原稿、可视化、软件、方法论、调查、资金获取、形式化分析、数据管理。张帆平：撰写-审阅与编辑、监督、方法论、调查、资金获取、形式化分析、概念化。黄盛智：撰写-审阅与编辑、方法论、形式化分析。黄强：撰写-审阅与编辑。吴洪石：软件。杜娟：调查、资金获取、形式化分析。王广：数据
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