華南植物園揭示亞熱帶南嶺地區(qū)群落開花物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)
“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”。像開花這種生物季節(jié)性節(jié)律事件（即物候）強(qiáng)烈受到氣候的影響。開花對(duì)植物極重要，開花物候變化能夠影響種群生長和繁殖、動(dòng)植物間的相互作用以及群落中的物種組成等。但是，當(dāng)前氣候變化的物候響應(yīng)研究存在較大的不平衡性。一方面，研究表明春季物候在溫帶地區(qū)通常因?yàn)闅夂蜃兓毡樽兊迷絹碓皆?，但在亞熱帶地區(qū)卻較少涉及，主要是因?yàn)檫@些地區(qū)的衛(wèi)星遙感相對(duì)較困難，以及缺乏長期的野外物候觀察數(shù)據(jù)。另一方面，研究表明物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)在群落中不同物種間存在顯著的差異，而涉及較多種類的自然群落物候目前依然較少得到研究。為了增進(jìn)對(duì)亞熱帶地區(qū)自然群落中植物物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)的理解，由中科院華南植物園、海南大學(xué)、美國波士頓大學(xué)以及阿卡迪亞國家公園合作開展了一項(xiàng)研究。
華南植物園科研人員等為該項(xiàng)研究選取了具有南亞熱帶氣候的南嶺地區(qū)（包含南嶺和鄰近地區(qū)）作為研究區(qū)域。該區(qū)域是我國華南地區(qū)重要的生態(tài)功能區(qū)，也是中國生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)。研究者通過獲取標(biāo)本館的臘葉標(biāo)本和野外的影像數(shù)據(jù)，篩選了南嶺地區(qū)42科76屬105種常見植物在1911？2015年期間的盛花期物候數(shù)據(jù)。由于不同季節(jié)的物候存在顯著差異，這些物種被劃分為春季（56種）、夏季（26種）、秋季（19種）及冬季（4種）開花群。研究也劃分了27個(gè)氣候區(qū)（每個(gè)區(qū)0.5°×0.5°經(jīng)緯度）以減少不同地點(diǎn)氣候差異的影響，將開花物候數(shù)據(jù)匹配上相應(yīng)分區(qū)的1911–2015年期間每月、連續(xù)兩月及連續(xù)三月的氣候數(shù)據(jù)，并考慮海拔因素的影響，基于簡單線性模型和線性混合效應(yīng)模型的相關(guān)性分析，揭示了亞熱帶地區(qū)自然群落開花物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)特征。
結(jié)果表明，多數(shù)春季開花物種和冬季開花物種的物候提前，多數(shù)夏季開花物種的物候推遲，而秋季開花物種推遲和提前的物種數(shù)相當(dāng)；在整體上，春季開花物候顯著提前，夏季開花物候顯著推遲，而秋季和冬季開花物候則沒有顯著變化。不同季節(jié)開花的物種對(duì)溫度變化的響應(yīng)也差異較大，春季和冬季開花物種的物候普遍隨溫度升高而提前，而在夏季和秋季開花物候則隨溫度升高而提前和推遲的物種數(shù)相當(dāng)（圖）。進(jìn)一步的分析表明，南嶺地區(qū)的春季開花物候的提前與當(dāng)年早春溫度（2-3月的平均氣溫）和上一年晚夏至早秋溫度（8-10月的平均氣溫）顯著相關(guān)，并且后者效應(yīng)幾乎是前者效應(yīng)的2倍（？4.7 vs. ？2.5 days/°C）。晚夏至早秋溫度對(duì)南亞熱帶地區(qū)春季物候的這種強(qiáng)效應(yīng)顯著不同于溫帶地區(qū)，而區(qū)分溫帶和亞熱帶地區(qū)之間的物候差異，可能對(duì)理解未來氣候變化如何影響全球物候變化格局有重要的幫助。因此，該項(xiàng)研究對(duì)鑒定溫帶和亞熱帶物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)之間的異同有重要作用，并且未來有必要進(jìn)一步開展亞熱帶地區(qū)的物候研究。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在生態(tài)學(xué)期刊Ecography上，中科院華南植物園生態(tài)中心宋柱秋博士（陳又生課題組）為論文第一作者，海南大學(xué)杜彥君教授和中科院華南植物園黃忠良研究員為論文共同通訊作者，美國波士頓大學(xué)Richard B. Primack教授、美國阿卡迪亞國家公園Abraham J. Miller-Rushing研究員及中科院華南植物園葉萬輝研究員為論文共同作者。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國國家標(biāo)本資源平臺(tái)項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ecog.05629
圖. 南嶺地區(qū)105種植物在1911?2015年期間的開花物候時(shí)間趨勢(a)和溫度敏感性(b).
