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研究發(fā)現(xiàn)冬季晝夜溫度變化對(duì)植物早期物候具有相異效應(yīng)

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-08 來源:互聯(lián)網(wǎng)

氣候變暖背景下,大多數(shù)植物的早期物候隨增溫提前已成為共識(shí)。但有研究發(fā)現(xiàn)這種提前趨勢(shì)放緩,甚至出現(xiàn)了相對(duì)穩(wěn)定或者延遲的趨勢(shì)。這種植物物候隨增溫而出現(xiàn)的非線性或逆向的變化被認(rèn)為是由干旱、光周期或者養(yǎng)分限制等引起。然而,很少有人定量評(píng)估氣候晝夜非對(duì)稱性增溫模式對(duì)早期物候序列的影響,尤其是青藏高原。理論上,冬春季的日*高溫和夜*低溫的變化可能會(huì)改變植物的積溫和積冷需求,從而對(duì)早期物候變化具有相反的影響。

 

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、青藏高原地球科學(xué)**創(chuàng)新中心研究員汪詩平課題組利用山體垂直帶雙向移栽試驗(yàn)驗(yàn)證了晝夜非對(duì)稱性增溫對(duì)早期物候序列相異效應(yīng)的假設(shè)。該試驗(yàn)在青藏高原海北站開展,將不同海拔高度3個(gè)帶土植物群落進(jìn)行雙向移栽,并且每個(gè)海拔有3個(gè)對(duì)照組。同時(shí)連續(xù)3年對(duì)所有小區(qū)以間隔3-4天的頻率觀測(cè)6種共有植物的早期物候序列(返青、現(xiàn)蕾以及開花)變化。

 

研究發(fā)現(xiàn)冬季晝夜溫度變化對(duì)早期物候序列的影響是相反的,白天增溫會(huì)提前物候期,而夜間增溫會(huì)延遲物候期。這種反應(yīng)主要是由于晝夜溫度變化對(duì)積溫和積冷的貢獻(xiàn)不同引起的,因?yàn)槎?高溫的變化主要影響積溫,而冬季*低溫的變化主要影響積冷。這一結(jié)論可以解釋有些研究所發(fā)現(xiàn)的早期物候?qū)竟?jié)前增溫的異常反應(yīng),如增溫下早期物候的延遲或不變現(xiàn)象。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)早期物候序列對(duì)晝夜間溫度變化的響應(yīng)是對(duì)稱的,也就是說,冬季晝夜均增溫1℃后其對(duì)早期物候的影響會(huì)抵消掉,這可能也為當(dāng)前青藏高原冬季溫度變化對(duì)早期物候的影響研究存在爭(zhēng)議提供了另一種解釋。此外,該研究可能對(duì)當(dāng)前增溫試驗(yàn)的方式具有參考意義。當(dāng)前全球的變暖模式為夜間增溫幅度大于白天,目前的增溫試驗(yàn)與之不匹配可能會(huì)造成物候的估計(jì)誤差。如被動(dòng)增溫(如OTC)可能會(huì)導(dǎo)致白天的增溫幅度大于夜間,以及主動(dòng)增溫(如紅外增溫)在晝夜間具有相同幅度變化。

 

該研究成果以O(shè)pposite effects of winter day and night temperature changes on early phenophases 為題在線發(fā)表于Ecology上。該研究得到中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“泛第三*環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”、基金委重點(diǎn)基金以及中科院重點(diǎn)發(fā)展、中科院-中國(guó)博士后基金會(huì)聯(lián)合資助優(yōu)秀博士后計(jì)劃等的資助。

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