以下文章来源于全球变化物候学与地理生态水文 ，作者CHER Lab
研究背景
气候变暖导致春季物候显著提前，但是春季物候对气候变化响应的空间变异仍不清楚, 特别缺乏大尺度实验证据，这严重限制了我们对气候变化背景下植物物候和树种分布演变机制的理解。为了探究春季物候对温度响应的空间差异及其潜在机制, 2021-2022年北京师范大学付永硕教授课题组基于中国高校物候观测网络, 联合全国25所高校, 以我国国树银杏（Ginkgo biloba）为研究对象, 首次开展了全球最大空间尺度剪枝实验（24-44°N, 104-125°E，图1）。
实验设计
本次实验共收集2754根银杏枝条, 开展了全因子环境处理, 包括4个温度、2个光周期和2个冷激处理（图2）。每3天对枝条休眠芽的发育状况进行观测, 记录每根枝条到达展叶阶段的时间, 并定义枝条放入温室后到达展叶阶段所需的时间为春季物候对温度的响应(Responsiveness of spring phenology, RSP）, 所需时间越短代表响应越强。
研究结果
我们发现春季物候对温度响应受到年均温的非线性影响, 当年均温为12°C左右时, 春季物候对温度响应最强, 在较暖或较冷的年均温下春季物候对温度响应减弱（图3）。这主要是由于冬季冷激以及冷激和光周期对春季物候的限制作用导致的, 冬季冷激随着年均温先增加后减少, 冷激和光周期对春季物候的限制作用先减弱后增强。
基于这一机制，我们构建了春季物候温度响应模型，结果发现当前银杏春季物候对温度响应的敏感区主要集中在我国中部，与银杏主要分布区一致，2080-2100年银杏春季物候对温度响应敏感区将向北移动4°N，这一转变将促进银杏分布区向北扩张（图4）。
图4. 当前和未来春季物候响应敏感区。(a)银杏分布区, (b)当前春季物候响应敏感区, (c)未来低排放情境下春季物候响应敏感区变化, (d)未来高排放情境下春季物候响应敏感区变化。
研究结果为理解气候变化背景下的物候响应机制提供了新的见解，强调了将春季物候对背景温度非线性响应集成到物候模型中以提高植被模型精度的重要性。研究结果还表明植物本地化适应机制影响生态系统对气候变化响应，进而影响生态系统结构和功能，本研究为准确理解生态系统对气候变化响应提供了新的见解，对未来我国的生态系统管理和树种保护工作具有重要意义。该研究成果以“Poleward shifts in the maximum of spring phenological responsiveness of Ginkgo biloba to temperature in China”为题发表于New Phytologist期刊。
论文作者
北京师范大学和苏黎世联邦理工学院联合培养博士生吴兆飞为论文的第一作者，北京师范大学付永硕教授为论文的通讯作者。浙江大学赵云鹏教授参与全国高校物候网组建和观测活动，论文合作者包括苏黎世联邦理工学院Constantin M. Zohner博士、Thomas W. Crowther教授、比利时安特卫普大学Ivan Janssens教授、巴塞罗那自治大学Josep Penuelas教授。北京师范大学博士生张晶、硕士生王姝心和龚玉凤参与了该研究。
致谢
感谢两位审稿人提供的建设性意见。特别感谢中国大学植物网联盟、浙江大学、贵州大学、河南城建大学、河南大学、河南科技大学、河南师范大学、湖南食品药品职业学院、华中农业大学、吉林大学、宁夏大学、曲阜师范大学、山西大学、韶关学院、沈阳农业大学、四川农业大学、太原师范大学、温州大学、西北农林科技大学、扬州大学、云南大学、浙江农林大学、浙江中医药大学、重庆大学、华侨大学、北京师范大学老师和同学们的大力支持！本项目得到国家自然科学基金杰出青年基金项目的资助和支持。
引用格式：
Wu, Z., Fu, Y. H., Crowther, T. W., Wang, S., Yufeng, Gong., Jing, Zhang., Zhao, Y., Janssens, I., Penuelas, J., & Zohner, C. M (2023). Poleward shifts in the maximum of spring phenological responsiveness of Ginkgo biloba to temperature in China. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.19229.
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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