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杨保研究员团队在青藏高原植被物候变化研究方面取得重要进展

文章来源:信息中心  |  发布时间:2018-07-20 08:39:00.0  |  【打印】 【关闭

    杨保研究员团队在青藏高原植被物候变化研究方面取得重要进展

    近日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志发表了以中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)(简称西北研究院)为第一署名单位的论文New perspective on spring vegetation phenology and global climate change based on Tibetan Plateau tree-ring data。论文介绍了西北研究院杨保团队及国际合作者对青藏高原近55年(1960–2014)树木径向生长开始及结束日期变化的相关研究成果。

    物候是生物适应气候的季节性变化而形成的生长发育节律,可作为陆地生态系统响应全球气候变化的重要指标。目前广泛基于遥感数据的研究成果在该区域仍然存在争议。 除受遥感资料不同数据处理方法的影响外,较短的分析时段(仅限于1982年及其以后)在一定程度上也制约了其所得趋势和变化幅度的准确性评估。一种新的独立于遥感资料的方法将有利于解决上述问题。在此背景下,杨保研究团队及国际合作者基于一种独立于遥感资料的方法来尝试解决上述争端。

    通过使用树轮生理模型(VS-Oscilloscope),在20个综合样点(50个单点,多达3000棵样树)的基础上建立了树木径向生长开始(SOS)与结束日期(EOS)的动态变化序列。结果显示:从1960年到2014年,整个高原平均生长季开始的日期显著(p < 0.01)提前,该趋势尤其发生在最近30年(1982–2014)。在1960–1981时段,春季物候没有明显(p > 0.10)的变化。过去55年秋季结束生长的日期显著推迟。与SOS变化特征类似,1982年之前EOS也没有发生显著的变化。春季物候主要受4–6月最低温度的影响,较高的温度有利于形成层活动的提前开始。研究也发现春季降水对SOS也有一定的影响。秋季物候的变化主要决定于8–9月的最低温度,降水对EOS的影响不显著。该研究主要针对植物的次级生长,而遥感资料获取的物候序列则适用于植物的初级生长。两者在共同时段(1982–2014)的一致性构建了研究植物初级生长与次级生长物候变化的桥梁。

    该研究拓展了树轮学的研究领域,实现了遥感学、物候学和树轮学的多学科交叉。该方法在半球乃至全球范围的应用与推广有助于全面深入理解植物物候对全球变化的响应过程、机制及未来变化趋势。    

    该研究获得国家自然科学基金 (Grants 41520104005, 41325008, 41661144008) 等项目资助。

 

青藏高原树干树木径向生长开始(SOS)及其结束(EOS)序列与气候因子的关系。

A-B: SOS与4–6月最低温的对比及其散点图;C-D: EOS与8–9月最低温的对比及其散点图

 

基于青藏高原树木径向生长的物候序列与不同遥感资料所得序列的比较。

A: 植物开始生长日期的对比;B: 植物结束生长日期的对比

    Bao Yang, Minhui He, Vladimir Shishov, Ivan Tychkov, Eugene Vaganov, Sergio Rossi, Fredrik Charpentier Ljungqvist, Achim Bräuning, Jussi Grießinger. New perspective on spring vegetation phenology and global climate change based on Tibetan Plateau tree-ring data.

    Proceedings of the National Academy of Sciences Jul 2017, 114 (27) 6966-6971; DOI: 10.1073/pnas.1616608114

 

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