為應對外界週期性的環境變化，溫帶植物在秋冬季節通常會先後進入內休眠（endo-dormancy）和生態休眠（eco-dormancy）兩個階段。其中，生態休眠一般會在外界條件變得適宜後被解除。相反，內休眠由植物的生理因素控制（即使外界環境變得有利也不會停止），其需要一定的低溫冷激量（chilling accumulation，CA）才能被打破從而進入生態休眠。在當前的全球變暖背景下，植物冬季受到的冷激量正在减少，並有可能導致其來年春季物候（比如返青期）延遲。有研究指出，為準確預測溫帶植物的春季生育期，當前以積溫為主要驅動變數的物候模型需要添加冷激量的計算模塊。然而，這些報導多針對木本植物，而冷激量是否對溫帶草本植物的返青期（vegetation green-up date，VGD）起决定性作用還有待明確。
近日，中國科學院大氣物理研究所等機构的研究人員基於我國內蒙古溫帶草地8個牧試站（圖1）的長期（1982-2019）觀測資料，定量分析了冬季冷激量對該地區27個建群種牧草返青期的影響。研究結果顯示，對於絕大多數牧草來講，研究時段內植被返青期與冷激量並沒有顯著的線性關係（圖2）。使用混合線性模型和機器學習模型的類比結果進一步證明，冷激量對植被返青期的影響遠小於積溫和降水等其他調控因數（圖3）。這表明，在內蒙古溫帶草地，冷激量並不是植被返青期的一個重要影響因數，囙此當前沒有必要在預測返青期的積溫模型中添加冷激量的計算模塊。對於這一結果，研究人員給出了兩種可能解釋：1）研究區的冬季足够漫長和寒冷，以致儘管過去數十年間溫度上升，但牧草對冬季冷激量的需求（chilling requirement，CR）仍然能被滿足。當CR被滿足後，額外的CA不會對植物內休眠的解除和春季返青期產生進一步影響；2）與木本植物不同，多年生草本植物在冬季休眠期內地上部分凋亡而根等其他器官存活於地下，土壤和空氣中的溫度、濕度條件不同，囙此以往用於研究木本植物物候的冷激需求（CR）假說可能並不適用於草本植物。
文章第一作者王國成副研究員強調：“這個研究結論只適用於內蒙古溫帶草地過去四十年的情况，未來氣溫繼續上升以後，冷激量有可能會進一步减少，其能否對研究區植被返青期產生顯著影響還未可知。”
論文、作者及基金資訊：
該成果以“Chilling accumulation is not an effective predictor of vegetation green-up date in Inner Mongolian grasslands”為標題，於2021年發表在《Geophysical Research Letters》上。論文其他作者包括肖媚珈（碩士在讀）、夏祥鼇研究員、黃耀研究員、羅忠奎研究員、魏玉榮正研級高工和張穩研究員，研究受到雲南省基礎研究專項重大專案（202101BC070002）和國家自然科學基金（41775156）的資助。
原文連結：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL096558
圖1研究區八個長期定位牧試站的分佈，MAT和MAP分別為多年平均溫度和降水，Meadow、Typical、Desert分別表示草甸草原、典型草原和荒漠草原。
圖2內蒙古溫帶草地各種植物返青期（VGD）與冬季冷激量（CA）的線性回歸結果，圖中數位為斜率，粗體表示統計顯著（P < 0.05）。
圖3基於增强回歸樹（BRT）模型判斷的各自變數對植被返青期變化的相對影響（relative influence，RI），Species、HR、AP、DOP、CA、Clay分別為品種、熱量需求、累積降水量、降水天數、冷激量、和土壤粘粒含量。