近日,國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特色干果研究團(tuán)隊(duì)在《Agricultural and Forest Meteorology》(中國(guó)科學(xué)院1區(qū)Top,IF=6.424)發(fā)表題為《樹木春季物候?qū)夂蜃兣憫?yīng)敏感性的生理生態(tài)機(jī)制》(Discovering ecophysiological causes of different spring phenology responses of trees to climatic warming)的研究論文,該研究揭示了樹木春季物候?qū)鉁孛舾行韵陆档年P(guān)鍵原因。

樹木春季物候時(shí)間是林業(yè)精準(zhǔn)栽培規(guī)劃的重要依據(jù)之一。大量物候觀測(cè)研究表明,氣候變暖會(huì)導(dǎo)致樹木春季物候提前。然而,近幾十年很多樹種春季物候?qū)鉁氐拿舾行哉谙陆担泳徚藲夂蜃兣挠绊憽F錆撛谠虼嬖诤芏嗉僭O(shè),但缺乏試驗(yàn)性證據(jù)。本研究基于香榧等4個(gè)典型亞熱帶樹種春季物候過(guò)程對(duì)氣溫響應(yīng)的大規(guī)模試驗(yàn)數(shù)據(jù),構(gòu)建了基于過(guò)程春季物候模型,進(jìn)一步通過(guò)對(duì)三個(gè)關(guān)鍵分模型(休眠解除速率Rr、個(gè)體發(fā)育速率Ro和個(gè)體發(fā)育能力Co)的拆分和整合分析,系統(tǒng)揭示了春季物候不同生理過(guò)程對(duì)氣溫敏感性的作用規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致樹木春季物候?qū)鉁孛舾行韵陆档年P(guān)鍵原因是:(1)休眠(生理休眠階段)解除的有效低溫上限偏低;(2)個(gè)體發(fā)育(生態(tài)休眠階段)對(duì)春季盛行氣溫的敏感度偏低,在亞熱帶地區(qū)表現(xiàn)為樹木個(gè)體發(fā)育對(duì)10-20℃的響應(yīng)曲線較為平緩;(3)休眠深度較深:即使經(jīng)歷一定時(shí)間積冷,休眠依舊難以解除,導(dǎo)致個(gè)體發(fā)育能力偏低、甚至為零。以上三個(gè)特性導(dǎo)致氣候變暖情況下,減緩了樹木春季物候?qū)鉁氐拿舾行浴4送猓c傳統(tǒng)認(rèn)知不同的是,低溫需求量偏高并不一定導(dǎo)致物候敏感性下降,而休眠深度則對(duì)物候敏感性起重要作用。研究結(jié)果加深了樹木春季物候?qū)鉁厣砩鷳B(tài)響應(yīng)機(jī)制的認(rèn)知,同時(shí)為培育適應(yīng)氣候變暖的林木新品種提供了新思路。
國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特色干果研究團(tuán)隊(duì)張瑞副教授為文章第一作者和通訊作者,Heikki Hanninen教授和吳家勝教授為共同通訊作者,研究生林建紅為共同第一作者;國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究生鄭錦彬,法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)Isabelle Chuine教授、薩克雷大學(xué)Nicolas Delpierre副教授,比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)Ivan Janssens教授和荷蘭瓦格寧根大學(xué)Koen Kramer教授參與了該研究工作。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省尖兵領(lǐng)雁、國(guó)家林草局青年拔尖項(xiàng)目和中國(guó)科協(xié)青年托舉項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)支持。
(國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張瑞)