東北地理所在植被物候對氣候變化響應方面取得重要進展
植被物候是反映植被動態的重要指標，在植被活動和生態系統功能方面起著重要的作用。植被春季物候對氣候變化響應敏感，其變化對陸地生態系統碳循環和地表能量平衡具有重要的影響。明確植被春季物候對氣候變化的響應對評估氣候變化對陸地生態系統影響及預測未來生態系統動態具有重要的意義。
全球氣候變暖背景下，白天與夜間氣溫呈現不對稱增溫。已有研究發現北半球植被春季物候對白天最高氣溫 (Tmax) 響應更加明顯，而在青藏高原已有研究發現，與白天最高氣溫相比，夜間最低氣溫 (Tmin) 對植被春季物候影響更大。中國溫帶草原區是世界上第三大草原植被分布區，與青藏高原地區相比，該地區更加溫暖、干旱。目前有關中國溫帶草原區生態系統植被對白天、夜間增溫的響應機制仍不明確。此外，不同類型溫帶草原植被物候對氣候變化響應的差異仍有待于進一步揭示。
基于此，東北地理所濕地生態系統管理學科組通過構建長時間序列植被物候數據，結合歷史氣溫和降水數據，分析了1982-2015年我國溫帶草原生態系統植被春季物候對氣溫和降水的響應。研究發現，溫帶草原植被生長季開始期（SOS）在1982-2015年顯著提前，提前幅度約為1.84天/10年。春季物候主要受春季降水、冬季和春季氣溫影響，但不同類型植被對氣溫和降水響應存在差異。本研究首次發現SOS在冬季主要受Tmax影響，而在春季主要受Tmin影響。春季物候對氣候變化敏感性方面，冬季Tmax和春季Tmin每升高1℃，SOS將分別提前0.42和1.43天；春季降水每增高10mm約提前SOS 1.7天，SOS對降水敏感性隨著降水量增多而明顯減弱，但在春季降水量大于70mm地區，SOS對降水敏感性相對較弱。本研究首次揭示出冬季和春季白天和夜間氣溫對中國溫帶草原植被春季物候存在不對稱影響，并指出未來生態系統植被物候預測模型還應考慮不同季節Tmax和Tmin的影響。該研究發現對明確陸地生態系統對區域氣候變化的響應，以及預測未來氣候變化具有重要的意義。
該研究工作由中科院東北地理所，東北林業大學，美國密爾斯學院，東北師范大學共同完成。我所神祥金助理研究員為第一作者，呂憲國研究員為通訊作者，研究成果發表于農林氣象領域頂級期刊Agricultural and Forest Meteorology。
該研究得到了國家自然科學基金 (41601048)、國家重點研發計劃子課題(2017YFC0212303)、中國科學院東北地理與農業生態研究所優秀青年人才基金(Y7H7041001) 的共同資助。
論文信息：
Xiangjin Shen, Binhui Liu, Mark Henderson, Lei Wang, Zhengfang Wu, Haitao Wu, Ming Jiang, Xianguo Lu. 2018. Asymmetric effects of daytime and nighttime warming on spring phenology in the temperate grasslands of China. Agricultural and Forest Meteorology, 259, 240–249.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192318301588
中國溫帶草原植被春季物候對氣溫和降水響應圖
溫帶草原春季物候對降水敏感性沿長時期春季平均降水量空間梯度變化圖
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