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                科研成果
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              Ecology:冬季晝夜溫度變化對植物早期物候具有相異效應
              2019-06-13      

                氣候變暖背景下,大多數植物的早期物候隨增溫提前已成爲共識。但有研究發現這種提前趨勢放緩,甚至出現了相對穩定或者延遲的趨勢。這種植物物候隨增溫而出現的非線性或逆向的變化被認爲是由幹旱、光周期或者養分限制等引起。然而,很少有人定量評估氣候晝夜非對稱性增溫模式對早期物候序列的影響,尤其是青藏高原。理論上,冬春季的日最高溫和夜最低溫的變化可能會改變植物的積溫和積冷需求,從而對早期物候變化具有相反的影響。    

                杏耀和中國科學院地球科学杰出中心汪诗平研究员课题组利用山体垂直带双向移栽试验验证了昼夜非对称性增温对早期物候序列相异效应的假设。该试验在青藏高原海北站开展,将不同海拔高度3個帶土植物群落進行雙向移栽,並且每個海拔有3個對照組。同時連續3年對所有小區以間隔3-4天的頻率觀測6種共有植物的早期物候序列(返青、現蕾以及開花)變化。

                  我們發現冬季晝夜溫度變化對早期物候序列的影響是相反的,白天增溫會提前物候期,而夜間增溫會延遲物候期。這種反應主要是由于晝夜溫度變化對積溫和積冷的貢獻不同引起的,因爲冬季最高溫的變化主要影響積溫,而冬季最低溫的變化主要影響積冷。這一結論可以解釋有些研究所發現的早期物候對季節前增溫的異常反應,如增溫下早期物候的延遲或不變現象。同時,我們發現早期物候序列對晝夜間溫度變化的響應是對稱的,也就是說,冬季晝夜均增溫1℃後其對早期物候的影響會抵消掉,這可能也爲當前青藏高原冬季溫度變化對早期物候的影響研究存在爭議提供了另一種解釋。此外,我們的研究可能對當前增溫試驗的方式具有參考意義。當前全球的變暖模式爲夜間增溫幅度大于白天,目前的增溫試驗與之不匹配可能會造成物候的估計誤差。如被動增溫(如OTC)可能會導致白天的增溫幅度大于夜間,以及主動增溫(如紅外增溫)在晝夜間具有相同幅度變化。 

                該研究成果以“Opposite effects of winter day and night temperature changes on early phenophases”爲題在線發表于Ecology上。该研究得到了中國科學院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”、基金委重点基金以及中國科學院重点发展、中科院-中國博士後基金會聯合資助優秀博士後計劃等項目的資助。 

                文章鏈接:https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.2775 

              1 六個共有種的早期物候與季節性晝夜溫度變化的偏相關系數

              2 兩個開花功能群的早期物候的溫度敏感性變化及晝夜敏感性的對稱性比較

              3 晝(TMAX)夜(TMIN)溫度變化對積溫(HAC)和積冷(CAC)的貢獻差異比較 

               
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