東北地理所在植被物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)方面取得重要進(jìn)展
植被物候是反映植被動(dòng)態(tài)的重要指標(biāo)，在植被活動(dòng)和生態(tài)系統(tǒng)功能方面起著重要的作用。植被春季物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)敏感，其變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和地表能量平衡具有重要的影響。明確植被春季物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)對(duì)評(píng)估氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)影響及預(yù)測(cè)未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)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(xiàn)不對(duì)稱增溫。已有研究發(fā)現(xiàn)北半球植被春季物候?qū)Π滋熳罡邭鉁?(Tmax) 響應(yīng)更加明顯，而在青藏高原已有研究發(fā)現(xiàn)，與白天最高氣溫相比，夜間最低氣溫 (Tmin) 對(duì)植被春季物候影響更大。中國(guó)溫帶草原區(qū)是世界上第三大草原植被分布區(qū)，與青藏高原地區(qū)相比，該地區(qū)更加溫暖、干旱。目前有關(guān)中國(guó)溫帶草原區(qū)生態(tài)系統(tǒng)植被對(duì)白天、夜間增溫的響應(yīng)機(jī)制仍不明確。此外，不同類型溫帶草原植被物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)的差異仍有待于進(jìn)一步揭示。
基于此，東北地理所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組通過(guò)構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間序列植被物候數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)，分析了1982-2015年我國(guó)溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)植被春季物候?qū)鉁睾徒邓捻憫?yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，溫帶草原植被生長(zhǎng)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(duì)氣溫和降水響應(yīng)存在差異。本研究首次發(fā)現(xiàn)SOS在冬季主要受Tmax影響，而在春季主要受Tmin影響。春季物候?qū)夂蜃兓舾行苑矫妫綯max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(duì)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(qū)，SOS對(duì)降水敏感性相對(duì)較弱。本研究首次揭示出冬季和春季白天和夜間氣溫對(duì)中國(guó)溫帶草原植被春季物候存在不對(duì)稱影響，并指出未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)植被物候預(yù)測(cè)模型還應(yīng)考慮不同季節(jié)Tmax和Tmin的影響。該研究發(fā)現(xiàn)對(duì)明確陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域氣候變化的響應(yīng)，以及預(yù)測(cè)未來(lái)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(yè)大學(xué)，美國(guó)密爾斯學(xué)院，東北師范大學(xué)共同完成。我所神祥金助理研究員為第一作者，呂憲國(guó)研究員為通訊作者，研究成果發(fā)表于農(nóng)林氣象領(lǐng)域頂級(jí)期刊Agricultural and Forest Meteorology。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金 (41601048)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題(2017YFC0212303)、中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所優(yōu)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(guó)溫帶草原植被春季物候?qū)鉁睾徒邓憫?yīng)圖
溫帶草原春季物候?qū)邓舾行匝亻L(zhǎng)時(shí)期春季平均降水量空間梯度變化圖
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