中新網(wǎng)北京6月19日電(記者 孫自法)在全球氣候變化背景下，地球上的植物是如何抵抗和適應(yīng)的，長期以來頗受學(xué)界關(guān)注和持續(xù)開展研究。
中國科學(xué)院青藏高原研究所6月19日向媒體發(fā)布信息說，該所科研團隊和美國高校等科研同行最新合作研究發(fā)現(xiàn)，盡管氣候變暖導(dǎo)致植物生長季節(jié)延長，但植物仍能保持葉片生長和衰老時間的穩(wěn)定平衡——植被返青時間越長，衰老時間越長。
基于遙感數(shù)據(jù)的時間分配年際趨勢。中國科學(xué)院青藏高原研究所/供圖本項研究廣泛利用衛(wèi)星和地面觀測數(shù)據(jù)，揭示出從2001年到2020年間，超過83%的北半球生態(tài)系統(tǒng)中的植被依然保持綠葉生長和衰老期的時間分配穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)對于了解植被如何通過資源分配應(yīng)對全球變化，維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定具有重要意義，相關(guān)成果論文近日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進展》(Science Advances)發(fā)表。
論文第一作者和共同通訊作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團隊孟凡棟副研究員介紹說，合理的時間分配是推動個人與社會進步的重要主觀能動行為。對植物而言，這種時間分配策略可能在漫長的進化過程中通過自然選擇形成。長期以來，生態(tài)學(xué)研究更多關(guān)注植物在物質(zhì)資源方面的利用，如碳、水、養(yǎng)分的分配，而對時間資源的利用策略缺乏充分認識。
通過PLS-PM分析各因素對三個物候事件時序的影響。中國科學(xué)院青藏高原研究所/供圖他指出，研究團隊為此在本項研究中，以植被葉片生長和衰老間的時間分配作為案例，測試了兩種可能的植被物候時間分配方式：一是隨著氣候變化調(diào)整的最優(yōu)時間分配；二是無論氣候如何變化都保持穩(wěn)定的恒定時間分配。該研究結(jié)果支持恒定的時間分配策略，并且不同數(shù)據(jù)源和方法的驗證分析，也為北半球生態(tài)系統(tǒng)中恒定時間分配策略提供了有力證據(jù)。
此次研究還發(fā)現(xiàn)，相對于葉片衰老期，北半球生態(tài)系統(tǒng)的葉片生長期較長，二者的時間分配比值約為1.27。此外，綠葉生長和衰老期的時間分配在空間上存在海拔依賴性，在青藏高原等高海拔區(qū)域，這一比值隨海拔增高顯著增加。
北方生態(tài)系統(tǒng)的觀測和模擬的生長季結(jié)束時間(EOS)的空間分布及關(guān)系。中國科學(xué)院青藏高原研究所/供圖隨后，研究團隊進一步探討驅(qū)動這一時間分配策略的機制發(fā)現(xiàn)，早期物候事件對后續(xù)事件有顯著正向傳遞效應(yīng)，例如，葉片早返青則早枯黃，因此較長的葉片生長期會導(dǎo)致較長的衰老期，從而保持兩者之間的比例一致。
論文共同通訊作者、美國科羅拉多州立大學(xué)陳安平研究員認為，這項研究揭示了植被存在一種人們以前未充分認識到的資源利用策略，突顯出植被物候?qū)夂蜃兓牡挚沽Α１狙芯恳灿兄陬A(yù)測植被衰老時間，研究團隊基于時間分配的理論框架構(gòu)建出一個簡單的秋季物候預(yù)測模型，該模型可以解釋北半球58%的秋季植被枯黃時間變化，很大程度解決了當(dāng)前秋季物候模型預(yù)測準確性不足的問題。
孟凡棟表示，研究團隊未來將繼續(xù)監(jiān)測植物在不同時空尺度的時間分配特征并完善其理論框架，進一步了解其對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性的影響。(完)