近日,国家重点实验室特色干果研究团队(吴家胜教授课题组)在《Agricultural and Forest Meteorology》(中国科学院1区Top,IF=6.424)发表题为“Discovering ecophysiological causes of different spring phenology responses of trees to climatic warming”的研究论文,该研究揭示了树木春季物候对气温敏感性下降的关键原因。
树木春季物候时间是林业精准栽培规划的重要依据之一。大量物候观测研究表明,气候变暖会导致树木春季物候提前。然而,近几十年很多树种春季物候对气温的敏感性正在下降,延缓了气候变暖的影响。其潜在原因存在很多假设,但缺乏试验性证据。本研究基于香榧等4个典型亚热带树种春季物候过程对气温响应的大规模试验数据,构建了基于过程春季物候模型,进一步通过对三个关键分模型(休眠解除速率Rr、个体发育速率Ro和个体发育能力Co)的拆分和整合分析,系统揭示了春季物候不同生理过程对气温敏感性的作用规律。
图1.香榧春季开花物候过程分模型构建
研究发现,导致树木春季物候对气温敏感性下降的关键原因是:1)休眠(生理休眠阶段)解除的有效低温上限偏低;2)个体发育(生态休眠阶段)对春季盛行气温的敏感度偏低,在亚热带地区表现为树木个体发育对10-20℃的响应曲线较为平缓;3)休眠深度较深:即使经历一定时间积冷,休眠依旧难以解除,导致个体发育能力偏低、甚至为零。以上三个特性导致气候变暖情况下,减缓了树木春季物候对气温的敏感性。此外,与传统认知不同的是,低温需求量偏高并不一定导致物候敏感性下降,而休眠深度则对物候敏感性起重要作用。研究结果加深了树木春季物候对气温生理生态响应机制的认知,同时为培育适应气候变暖的林木新品种提供了新思路。
图2.不同生理过程对春季物候温度敏感性的减缓作用
国家重点实验室特色干果研究团队张瑞副教授为文章第一作者和通讯作者,Heikki Hanninen教授和吴家胜教授为共同通讯作者,研究生林建红为共同第一作者;国家重点实验室研究生郑锦彬,法国蒙彼利埃大学Isabelle Chuine教授、萨克雷大学Nicolas Delpierre副教授,比利时安特卫普大学Ivan Janssens教授和荷兰瓦格宁根大学Koen Kramer教授参与了该研究工作。研究得到了国家自然科学基金、浙江省尖兵领雁、国家林草局青年拔尖项目和中国科协青年托举项目等经费支持。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109593