在人類(lèi)主導(dǎo)的景觀中植物難以跟上氣候變化的步伐

加州大學(xué)圣克魯斯分校的研究人員正在為植物在適應(yīng)氣候變化方面面臨的挑戰(zhàn)提供新的見(jiàn)解。先前的研究早就預(yù)計(jì)，植物可能能夠通過(guò)以與氣候變化速度相匹配的速度改變它們的物候或季節(jié)性生命過(guò)程的時(shí)間來(lái)應(yīng)對(duì)不斷升高的溫度。但發(fā)表在AGU Advances雜志上的一項(xiàng)新的全球尺度分析表明，物候變化滯后于溫度變化，這種趨勢(shì)似乎在人類(lèi)主導(dǎo)的景觀中更為明顯。

“我們通常期望物候?qū)W能夠非常迅速地適應(yīng)氣候變化，但通過(guò)這些發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)我們可以看到的適應(yīng)程度可能是有限的，而這個(gè)極限受人類(lèi)活動(dòng)的影響，”加州大學(xué)圣地亞哥分校的宋奕鑾說(shuō)。博士環(huán)境研究專(zhuān)業(yè)的學(xué)生和論文的主要作者。“就我們對(duì)植物對(duì)氣候變化的預(yù)期反應(yīng)而言，這些發(fā)現(xiàn)提出了很多問(wèn)題需要探索。”

為了得出他們的發(fā)現(xiàn)，研究小組在 UCSC 環(huán)境研究副教授 Kai Zhu 的指導(dǎo)下，將重點(diǎn)放在北半球中高緯度地區(qū)，并分析了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)檢測(cè)到了地上的植物。隨著年平均氣溫的升高，通常預(yù)計(jì)北半球的生長(zhǎng)季節(jié)開(kāi)始得更早，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。但在比較兩個(gè)因素在地理上的變化率時(shí)，該論文發(fā)現(xiàn)了空間不匹配。

根據(jù)分析，1981 年至 2014 年間，北半球大部分地區(qū)的生長(zhǎng)季節(jié)長(zhǎng)度變化慢于年平均近地表溫度。在某些地區(qū)，這些變化甚至朝著相反的方向發(fā)展，預(yù)計(jì)生長(zhǎng)季節(jié)會(huì)延長(zhǎng)，但它們會(huì)壓縮。整個(gè)研究區(qū)域存在高度可，但這些趨勢(shì)在歐洲和北美部分地區(qū)尤為突出。

研究人員正在努力了解為什么會(huì)發(fā)生生長(zhǎng)季節(jié)物候和溫度變化之間的這種不匹配。一種可能性是，溫度變化的速度對(duì)于植物物候?qū)W來(lái)說(shuō)可能太大而無(wú)法充分跟上。先前的研究還表明，植物也可能??受限于它們需要對(duì)其他環(huán)境變量做出反應(yīng)——比如白天的長(zhǎng)度和降水——并且北半球部分地區(qū)的植物群落的物種類(lèi)型和組成可能會(huì)影響物候響應(yīng)。但這項(xiàng)新研究還指出了另一個(gè)關(guān)鍵變量：人類(lèi)活動(dòng)。

宋和研究團(tuán)隊(duì)將他們的物候不匹配發(fā)現(xiàn)與整個(gè)研究區(qū)域的人口密度和土地利用類(lèi)型的數(shù)據(jù)分層。該分析表明，物候失配與跨緯度的人口密度相對(duì)應(yīng)。這種影響在人類(lèi)主導(dǎo)的景觀中更為明顯，尤其是農(nóng)田。

在整個(gè)研究區(qū)域，受人類(lèi)影響的景觀物候變化滯后或差異較大的趨勢(shì)抵消了野生地區(qū)物候變化實(shí)際上領(lǐng)先于溫度變化的趨勢(shì)。該團(tuán)隊(duì)用來(lái)自公民科學(xué)家的實(shí)地觀察的額外數(shù)據(jù)支持了他們的發(fā)現(xiàn)。該分析表明，溫度相關(guān)的環(huán)境條件與春葉初始生長(zhǎng)時(shí)間之間的不匹配隨著人口密度的增加而增加。

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