Abstract A warming climate is expected to perturb the hydrological cycle, resulting in changes to both the frequency and duration of drought, especially in arid and semiarid grassland. Although considerable attention has been paid to the responses of key water fluxes to severe drought, few have explored the effects of prolonged drought on evapotranspiration (ET), its partitioning into vegetation transpiration (T) and soil evaporation (E), and its relationship with vegetation productivity. In this study, we used a combination of the eddy covariance (EC) flux technique and satellite remote sensing products to evaluate the effects of prolonged drought on ET components based on the concept of underlying water use efficiency (uWUE). The results showed T accounted for about 51% (standard deviation ±0.03%) of ET during prolonged drought lower than those in normal and/or wet years (range, 59–62%). We detected strong positive relationships between the T/ET ratios and aboveground biomass (AGB), leaf area index (LAI), and precipitation (R 2 of 0.80, 0.58, and 0.49, respectively). The specific responses of ecosystem functioning to prolonged drought indicated that grassland ecosystem was able to resist the drought disturbance and retain vegetation growth to a certain extent unless extreme drought hit. The results implied that more intense and prolonged droughts will result in ecological degradation and substantial changes in ecosystem functioning. And these results improve our understanding of how the climate change will affect the function and structure of grassland ecosystem.

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半干旱草地蒸散分配对长期干旱的水文气候响应

摘要 气候变暖会扰乱水文循环，导致干旱发生的频率和持续时间发生变化，特别是在干旱和半干旱草原。尽管人们对关键水通量对严重干旱的响应给予了相当多的关注，但很少有人探讨长期干旱对蒸散量 (ET) 的影响、其划分为植被蒸腾量 (T) 和土壤蒸发量 (E) 及其与土壤蒸发量 (E) 的关系。植被生产力。在本研究中，我们结合涡流协方差 (EC) 通量技术和卫星遥感产品，基于潜在水资源利用效率 (uWUE) 的概念来评估长期干旱对 ET 成分的影响。结果显示T约占51%（标准偏差±0. 03%) 的长期干旱期间的 ET 低于正常和/或潮湿年份（范围，59-62%）。我们检测到 T/ET 比与地上生物量 (AGB)、叶面积指数 (LAI) 和降水之间存在很强的正相关关系（R 2 分别为 0.80、0.58 和 0.49）。生态系统功能对长期干旱的特定反应表明，除非发生极端干旱，否则草地生态系统能够在一定程度上抵抗干旱干扰并保持植被生长。结果表明，更严重和持续的干旱将导致生态退化和生态系统功能的重大变化。这些结果提高了我们对气候变化将如何影响草地生态系统功能和结构的理解。我们检测到 T/ET 比与地上生物量 (AGB)、叶面积指数 (LAI) 和降水之间存在很强的正相关关系（R 2 分别为 0.80、0.58 和 0.49）。生态系统功能对长期干旱的特定反应表明，除非发生极端干旱，否则草地生态系统能够在一定程度上抵抗干旱干扰并保持植被生长。结果表明，更严重和持续的干旱将导致生态退化和生态系统功能的重大变化。这些结果提高了我们对气候变化将如何影响草地生态系统功能和结构的理解。我们检测到 T/ET 比与地上生物量 (AGB)、叶面积指数 (LAI) 和降水之间存在很强的正相关关系（R 2 分别为 0.80、0.58 和 0.49）。生态系统功能对长期干旱的特定反应表明，除非发生极端干旱，否则草地生态系统能够在一定程度上抵抗干旱干扰并保持植被生长。结果表明，更严重和持续的干旱将导致生态退化和生态系统功能的重大变化。这些结果提高了我们对气候变化将如何影响草地生态系统功能和结构的理解。生态系统功能对长期干旱的特定反应表明，除非发生极端干旱，否则草地生态系统能够在一定程度上抵抗干旱干扰并保持植被生长。结果表明，更严重和持续的干旱将导致生态退化和生态系统功能的重大变化。这些结果提高了我们对气候变化将如何影响草地生态系统功能和结构的理解。生态系统功能对长期干旱的特定反应表明，除非发生极端干旱，否则草地生态系统能够在一定程度上抵抗干旱干扰并保持植被生长。结果表明，更严重和持续的干旱将导致生态退化和生态系统功能的重大变化。这些结果提高了我们对气候变化将如何影响草地生态系统功能和结构的理解。