东北地理所在植被物候对气候变化响应方面取得重要进展

植被物候是反映植被动态的重要指标，在植被活动和生态系统功能方面起着重要的作用。植被春季物候对气候变化响应敏感，其变化对陆地生态系统碳循环和地表能量平衡具有重要的影响。明确植被春季物候对气候变化的响应对评估气候变化对陆地生态系统影响及预测未来生态系统动态具有重要的意义。

全球气候变暖背景下，白天与夜间气温呈现不对称增温。已有研究发现北半球植被春季物候对白天最高气温 (Tmax) 响应更加明显，而在青藏高原已有研究发现，与白天最高气温相比，夜间最低气温 (Tmin) 对植被春季物候影响更大。中国温带草原区是世界上第三大草原植被分布区，与青藏高原地区相比，该地区更加温暖、干旱。目前有关中国温带草原区生态系统植被对白天、夜间增温的响应机制仍不明确。此外，不同类型温带草原植被物候对气候变化响应的差异仍有待于进一步揭示。

基于此，东北地理所湿地生态系统管理学科组通过构建长时间序列植被物候数据，结合历史气温和降水数据，分析了1982-2015年我国温带草原生态系统植被春季物候对气温和降水的响应。研究发现，温带草原植被生长季开始期（SOS）在1982-2015年显著提前，提前幅度约为1.84天/10年。春季物候主要受春季降水、冬季和春季气温影响，但不同类型植被对气温和降水响应存在差异。本研究首次发现SOS在冬季主要受Tmax影响，而在春季主要受Tmin影响。春季物候对气候变化敏感性方面，冬季Tmax和春季Tmin每升高1℃，SOS将分别提前0.42和1.43天；春季降水每增高10mm约提前SOS 1.7天，SOS对降水敏感性随着降水量增多而明显减弱，但在春季降水量大于70mm地区，SOS对降水敏感性相对较弱。本研究首次揭示出冬季和春季白天和夜间气温对中国温带草原植被春季物候存在不对称影响，并指出未来生态系统植被物候预测模型还应考虑不同季节Tmax和Tmin的影响。该研究发现对明确陆地生态系统对区域气候变化的响应，以及预测未来气候变化具有重要的意义。

该研究工作由中科院东北地理所，东北林业大学，美国密尔斯学院，东北师范大学共同完成。我所神祥金助理研究员为第一作者，吕宪国研究员为通讯作者，研究成果发表于农林气象领域顶级期刊Agricultural and Forest Meteorology。

该研究得到了国家自然科学基金 (41601048)、国家重点研发计划子课题(2017YFC0212303)、中国科学院东北地理与农业生态研究所优秀青年人才基金(Y7H7041001) 的共同资助。

论文信息：

Xiangjin Shen, Binhui Liu, Mark Henderson, Lei Wang, Zhengfang Wu, Haitao Wu, Ming Jiang, Xianguo Lu. 2018. Asymmetric effects of daytime and nighttime warming on spring phenology in the temperate grasslands of China. Agricultural and Forest Meteorology, 259, 240–249.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192318301588

中国温带草原植被春季物候对气温和降水响应图

温带草原春季物候对降水敏感性沿长时期春季平均降水量空间梯度变化图