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Nature Communications: 高寒植物物候序列对气候变化响应的研究获得新进展
2016-08-22

  8月18日《自然-通讯》(Nature Communications)杂志发表了中国科学院青藏高原研究所和中国科学院地球科学卓越中心汪诗平研究组题为Responses of sequential and hierarchical phenological events to warming and cooling in alpine meadows的研究论文。该论文报道了6种高寒植物6种物候序列的长度以及在营养、繁殖和生长季不同等级物候水平上对增温和降温的响应过程,从植物生活史的角度开展物候研究,弥补了以往单一物候为研究对象的空白。

  植物物候是陆地生态系统对气候变化最敏感的响应指标之一,其变化也是植物适应气候变化的主要表现形式。汪诗平及其团队之前发现主要高寒植物开花物候对气候变化的响应因开花物候功能群而不同,即早花和中花植物的初花期对增温和降温的反应均为非对称的,如早花植物开花物候对降温更敏感,但中花植物对增温更敏感(Wang et al. 2014, Ecology);同时发现,相较于其它物候序列相比,结实物候对气候变化的反应相对稳定(Jiang et al. 2016, Ecology)。从而从7种不同物候序列初始期变化揭示了高寒植物对气候变化的响应与适应过程。

  植物物候变化包括初始期变化以及不同物候持续期的变化。汪诗平研究组在前期工作的基础上,通过山体双向移栽试验进一步研究发现,增温主要延长了高寒植物的开花期,进而延长了植物繁殖期和整个生长季;而降温主要缩短了高寒植物的果后营养期和枯黄期,进而缩短了营养期和整个生长季。因此,研究结果表明,高寒植物物候的长度对增温和降温的反应是非镜像关系,低温限制了高寒植物的繁殖期长度。该研究结果也为高寒植物共生和多样性形成机制提供了理论支撑。

  该研究得到国家自然科学基金项目、科技部气候变化重大专项以及中国科学院先导专项B(青藏专项)等项目的支持。

  文章链接http://www.nature.com/articles/ncomms12489. DOI: 10.1038/ncomms12489

图1 不同物候期长度变化对增温和降温的温度敏感性(△days ˚C-1)。营养期(A)、繁殖期(B)和生长季(C)以及繁殖期与生长季的温度敏感性比值。Kh: Kobresia humilis; Cs: Carex scabrirostris; Pa: Potentilla anserine; Pn: P. nivea; Pp: Poa pratensis; Sa: Stipa aliena. 正值表示物候期延长,负值表示物候期缩短。

图2 不同物候序列长度变化对增温和降温的温度敏感性(△days ˚C-1)。VP: 营养期;RP: 繁殖期; LO: 展叶期;PFL: 果后营养期;LC: 枯黄期;FB: 现蕾期;FL: 开花期;FR: 结果期。正值表示物候期延长,负值表示物候期缩短。Kh: Kobresia humilis (A); Cs: Carex scabrirostris (B); Pa: Potentilla anserine (C); Pn: P. nivea (D); Pp: Poa pratensis (E); Sa: Stipa aliena (F).

 
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