科研動態

刘建全团队在Nature Climate Change上发文揭示树木叶片衰老响应全球变暖的机制

發稿日期:2020-07-09  作者:

7月6日,由四川大学牵头,与中山大学、浙江农林大学、加拿大魁北克大学、美国佛罗里达州立大学等单位的研究人员合作,在Nature Climate Change杂志发表了题为“Leaf senescence exhibits stronger climatic responses during warm than during cold autumns”的论文,揭示了在全球变暖的大背景下,秋季物候变化——叶片衰老的响应机制。四川大学陈磊为论文第一作者兼通讯联系人,中山大学刘志勇和四川大学刘建全共同通讯联系人。四川大学为论文第一单位。

樹木的生長發育,比如發芽、展葉、開花、葉變色等,會隨著一年四季氣候的循環變化呈現出周期性的規律,這些稱之爲物候現象。樹木物候的變化直接決定了樹木物種的適應性和分布,並且進一步影響全球碳、水和物質營養的循環以及相關的食物鏈級聯反應和群落結果。全球溫度升高導致的氣候變化強烈影響了樹木物候,導致春季物候(發芽、展葉、開花)提前。但是,在全球氣候變化的背景下,秋季物候的變化,比如葉片衰老,在不同的地區不同物種之間存在很大的分歧,其響應機制仍然不清楚,導致了現階段植被模型很難精確的預測生長季與生物圈、大氣圈的互饋關系。

基于过去60余年的50多万条秋季物候数据,研究人员发现与 ‘冷秋’ 相比较,‘暖秋’时叶片衰老表现出更强的气候响应、更高的物候可塑性,揭示了秋季物候对气候响应的非线性模式。另外,‘暖秋’时叶片衰老时间的推迟,主要是夜间温度升高导致的。但是,白天温度升高,尤其是在‘暖秋’,会引起干旱胁迫,从而导致秋季叶衰老提前。

以上這些發現進一步加深理解了全球氣候變化背景下植物秋季物候變化的複雜性,同時也有助于開發新的植被模型預測未來氣候變化對森林生態系統的影響。

此外,Nature Climate Change同期还发表了美国哥伦比亚大学Yao Zhang等完成的题为Light limitation regulates the response of autumn terrestrial carbon uptake to warming的研究论文,报道了光照在全球变暖背景下对光合碳同化的影响。

值得一提的是,Nature Climate Change同期还配发了题为Autumn greening in a warming climate的评论文章,对以上两项研究进行了详细的解读和点评。两项独立的研究表明,气候变暖可以改变秋季物候,温度升高延缓了秋季叶片的衰老,这意味着植被休眠期缩短。休眠期缩短可能消弱植被对环境变化的适应性,这对生态具有重要的影响,例如植被对出现的极端气候(干旱、高温和霜冻等)会更加脆弱。

原文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41558-020-0820-2

https://www.nature.com/articles/s41558-020-0806-0

評論鏈接:

https://doi.org/10.1038/s41558-020-0852-7

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