植物如何抵抗和適應(yīng)氣候變化？科學(xué)家最新研究揭秘機制

　　中新網(wǎng)北京6月19日電(記者 孫自法)在全球氣候變化背景下，地球上的植物是如何抵抗和適應(yīng)的，長期以來頗受學(xué)界關(guān)注和持續(xù)開展研究。

　　中國科學(xué)院青藏高原研究所6月19日向媒體發(fā)布信息說，該所科研團(tuán)隊和美國高校等科研同行最新合作研究發(fā)現(xiàn)，盡管氣候變暖導(dǎo)致植物生長季節(jié)延長，但植物仍能保持葉片生長和衰老時間的穩(wěn)定平衡——植被返青時間越長，衰老時間越長。

　　本項研究廣泛利用衛(wèi)星和地面觀測數(shù)據(jù)，揭示出從2001年到2020年間，超過83%的北半球生態(tài)系統(tǒng)中的植被依然保持綠葉生長和衰老期的時間分配穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)對于了解植被如何通過資源分配應(yīng)對全球變化，維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定具有重要意義，相關(guān)成果論文近日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)發(fā)表。

　　論文第一作者和共同通訊作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊孟凡棟副研究員介紹說，合理的時間分配是推動個人與社會進(jìn)步的重要主觀能動行為。對植物而言，這種時間分配策略可能在漫長的進(jìn)化過程中通過自然選擇形成。長期以來，生態(tài)學(xué)研究更多關(guān)注植物在物質(zhì)資源方面的利用，如碳、水、養(yǎng)分的分配，而對時間資源的利用策略缺乏充分認(rèn)識。

　　他指出，研究團(tuán)隊為此在本項研究中，以植被葉片生長和衰老間的時間分配作為案例，測試了兩種可能的植被物候時間分配方式：一是隨著氣候變化調(diào)整的最優(yōu)時間分配；二是無論氣候如何變化都保持穩(wěn)定的恒定時間分配。該研究結(jié)果支持恒定的時間分配策略，并且不同數(shù)據(jù)源和方法的驗證分析，也為北半球生態(tài)系統(tǒng)中恒定時間分配策略提供了有力證據(jù)。

　　此次研究還發(fā)現(xiàn)，相對于葉片衰老期，北半球生態(tài)系統(tǒng)的葉片生長期較長，二者的時間分配比值約為1.27。此外，綠葉生長和衰老期的時間分配在空間上存在海拔依賴性，在青藏高原等高海拔區(qū)域，這一比值隨海拔增高顯著增加。

　　隨后，研究團(tuán)隊進(jìn)一步探討驅(qū)動這一時間分配策略的機制發(fā)現(xiàn)，早期物候事件對后續(xù)事件有顯著正向傳遞效應(yīng)，例如，葉片早返青則早枯黃，因此較長的葉片生長期會導(dǎo)致較長的衰老期，從而保持兩者之間的比例一致。

　　論文共同通訊作者、美國科羅拉多州立大學(xué)陳安平研究員認(rèn)為，這項研究揭示了植被存在一種人們以前未充分認(rèn)識到的資源利用策略，突顯出植被物候?qū)�氣候變化的抵抗力。本研究也有助于預(yù)測植被衰老時間，研究團(tuán)隊基于時間分配的理論框架構(gòu)建出一個簡單的秋季物候預(yù)測模型，該模型可以解釋北半球58%的秋季植被枯黃時間變化，很大程度解決了當(dāng)前秋季物候模型預(yù)測準(zhǔn)確性不足的問題。

　　孟凡棟表示，研究團(tuán)隊未來將繼續(xù)監(jiān)測植物在不同時空尺度的時間分配特征并完善其理論框架，進(jìn)一步了解其對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性的影響。(完)