北京大學樸世龍教授團隊在《自然•通訊》發表論文揭示植被生長延續效應在植被動態中的重要作用

準確類比和預測植被生長動態是全球變化研究領域的覈心科學問題。現時,生態系統模型類比的植被生長動態主要受氣候變化控制。然而,植被生長也是一個連續變化的過程,其當前的生長還受到之前生長變化速率的影響,即“生長延續效應”。然而,這種延續效應究竟在多大程度上和多長時間上影響植被生長,迄今尚缺乏系統研究。

準確類比和預測植被生長動態是全球變化研究領域的覈心科學問題。現時,生態系統模型類比的植被生長動態主要受氣候變化控制。然而,植被生長也是一個連續變化的過程,其當前的生長還受到之前生長變化速率的影響,即“生長延續效應”。然而,這種延續效應究竟在多大程度上和多長時間上影響植被生長,迄今尚缺乏系統研究。

北京大學都市與環境學院樸世龍教授課題組利用遙感觀測數據、基於渦度相關科技的碳通量數據,以及樹木年輪數據,首次量化了北半球植被生長延續效應的强度和持續時間。研究發現,雖然升溫是春季植被生長新增的主導因素,但在夏季和秋季,植被生長主要是由前一季節生長增强訊號的“延續”效應所主導,其效應大於氣候因數。過去40年,這一植被生長延續效應分別貢獻了夏季和秋季植被生長新增趨勢的48%和54%。研究還發現,春季植被生長新增的延續效應對夏季植被生長的促進作用要遠强於耗水新增產生的水分脅迫效應,這一結果糾正了此前Nature文章認為的“春季物候提前由於加劇土壤水分脅迫,而不利於夏季和秋季植被生長”的片面結論。不僅如此,植被生長延續效應還顯著促進第二年的植被生長,但對之後年份的植被生長則無明顯作用。該研究成果挑戰了“各季節植被生長對氣候變化的響應相互獨立”的傳統觀點,為理解植被生長變化機制提供了新視角。

季節和年際間植被生長延續效應的示意圖

該成果以“Seasonal biological carryover dominates northern vegetation growth”為題發表於《自然•通訊》(Nature communications)雜誌(doi:10.1038/s41467-021-21223-2)。北京大學都市與環境學院2016級直博生連旭為第一作者,樸世龍為通訊作者。

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