气候变暖背景下高寒草甸植物物候与种群适合度研究取得进展
作者:海北站      更新时间:2023-3-01 04:48:09
          

  物候是气候变化的最强有力的生物指标之一,同时其对很多生态过程起着重要调控作用,如:授粉、生态系统碳和养分循环、食物网结构等。科研人员通过实验、野外观测及遥感等手段对气候变化背景下植物物候的响应开展了大量研究工作,然而,对植物物种物候事件随气候的转变与其营养生长和生殖生长期长度变化之间的关系仍然知之甚少。此外,物候事件与营养和生殖生长期长短同种群适合度之间的联系等问题亟需研究并解决。

  中国科学院西北高原生物研究所周华坤研究团队利用青藏高原高寒草甸5个地点12个植物物种1988至2006年物候观测数据以及各地点的气象观测数据,如日气温和降水等长时间序列数据,对四个物候事件与营养和生殖生长期对气候变化的敏感性进行了定量研究,结合植物物种地上生物量和植物种高度数据分析了物候变化与种群适合度之间的联系。研究表明:(1)12个高寒植物物种中,春季物候,即返青和开花较结实和枯黄对气候变暖的响应具有更高的频率,并且返青与开花物候的提前分别对应营养和生殖生长期的延长;(2)高寒生态系统由于生长季短,植物营养生长期与生殖生长期之间存在很强的负相关关系,表明高寒植物在营养与生殖生长间的投资存在权衡;(3)对高寒草甸植物而言,营养和生殖生长期是植物对高寒严酷环境长期适应的结果,在气候变暖背景下,无论是营养和生殖生长期的延长都对种群多度提高有利,增强种群适合度。本研究有助于我们进一步了解全球气候变化对高寒植物物候、种群适合度及生产力的影响,这对预测未来全球气候变化下群落的更替和采取必要措施避免气候变化带来植被退化、物种入侵等严重后果的发生具有重要意义。

  该研究结果于2022年12月以Linking Climate Sensitivity of Plant Phenology to Population Fitness in Alpine Meadow为题发表在Journal of Geophysical Research - Biogeosciences上,中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室周华坤研究员为通讯作者。该研究得到第二次青藏高原科学考察与研究(STEP)项目(2019QZKK0302,2019QZK0105),青海省自然科学基金创新团队项目(2021-ZJ-902)和泛三极项目(XDA2005010405)的支持。

  论文链接 https://doi.org/10.1029/2022JG007008

高寒草甸不同监测点观测植物种花期、营养生长期和繁殖生长期与地上生物量的关系


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