中国科学家检验高原植物能预测季风

来源: 作者:创始人 2022-12-08 我要评论

2022年12月08日更新报导,"事实上,一些媒体关于我们研究的报道措辞是有问题的。"3月1日,中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室罗天祥教授向科技日报透露。近日,罗天祥课题组在英国《科学报告》杂志上发表了"关于

FX农业网 12月08日报导。

"事实上,一些媒体关于我们研究的报道措辞是有问题的。"3月1日,中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室罗天祥教授向科技日报透露。

近日,罗天祥课题组在英国《科学报告》杂志上发表了"关于高寒草甸优势植物返青物候感应季风雨来临时间"的研究成果,引发多家媒体关注,但有些报道存在偏差。

研究对象与沼泽无关

据香港《南华早报》报道,研究发现,在西藏高山上的一些主要草类,比如沼泽莎草,能预测印度季风的到来,在季风到来前,它们会展开叶片。

这项课题的负责人罗天祥教授告诉科技日报:"之前的媒体报道的中用到的名词并不谨慎。我们研究的不是沼泽莎草。"罗教授解释道,他们的研究对象并不包含沼泽,而主要是在高原中东部海拔3200-5600米广泛分布的高寒草甸优势植物,如高山嵩草、丝颖针茅、羊茅、垂穗披碱草等物种。另外,这些植物展叶期一般出现在第一场季风雨后而不是之前。

罗天祥课题组与日本国立环境研究所唐艳鸿研究员合作,在西藏当雄县开展了长达七年的海拔梯度定位观测,收集了7个海拔(4400-5200米)从2007年到2013年的观测数据。此外,他们还分析了青藏高原其他两个科学监测站二十多年来的监测数据,来验证他们这项关于生物物候适应的发现。物候是指生物适应气候的季节性变化而形成的生长发育节律,一般认为主要受温度条件的控制,常用来指示陆地生态系统响应全球气候变化的重要指标。

国内外大量分子生物学研究表明,植物物候受到一种内在的、适应昼夜长度季节变化的复杂生物钟系统的调控。

在长期的进化适应过程中,高原地区很多植物在寒冷干燥的冬天停止地上生长,叶片枯黄,地下部分进入休眠状态。而在季风带来的温暖湿润气流的影响下,逐渐展开叶子。雨季开始的时间和降雨量影响高寒草地展叶期的时间和空间分布。在青藏高原分布最为普遍的高山嵩草,展叶期可能已经进化适应了雨热同期的印度季风气候效应。

印度洋季风的爆发时间一般出现在5月底到6月底,这时高原气温已经普遍高于0℃。季风到来时,带来大量降雨,有利于草甸植物的生长。罗天祥解释说,为避免春季低温和干旱同时影响,通过感应季风雨来临来确定生长开始时间,显然是一种最保险的适应方式。

研究显示,受到喜马拉雅山脉的阻挡,印度季风水汽主要沿高原东南部的河流大峡谷输送到高原内部,因此高原不同地区雨季开始时间取决季风强度的年际变化和地形地貌的影响,存在

很大的时空变化。相应地,青藏高原嵩草草甸主要沿这些水汽通道呈扇型分布格局,其返青物候和生产力的时空变化格局与雨季开始时间的变化一致。

偶然读到的论文带来灵感

这一研究发现是具有偶然性的。罗教授表示,关于青藏高原过去30年气温普遍升高,并且升温速度远高于全球,但是,遥感数据显示,草地植被的返青期则表现为推迟、提前、没有变化等不同趋势。

他和他的学生李瑞成博士在分析当雄观测数据时,试图理解气候因子对植物生长的影响。但是这成了这个课题的瓶颈,即有关展叶期调控因子和机制仍不清楚,而这是理解气候变化的关键。他们虽然花了很长时间尝试各种其他气候因子,但仍然无法解释。后来他无意中读到德国学者托马斯·莫格博士等人在Nature Climate Change刚发表的有关冰川变化的研究论文时受到启发。该论文中提供的印度季风爆发时间的年际变化与他们观测到的优势物种返青期变化相近。他联系到托马斯·莫格博士。

"托马斯很兴奋,他提供了各种季风指数并通过email和我进行深入分析和讨论。"罗教授说道。

植被感应尚不能预测天气

罗天祥表示,高原植物的这些变化只是对季风气候的一种感应。而若想通过植物在一定时间内的物候感应来预测天气,就目前的研究来看,是很难成功的。他解释说:"我们的研究并不能表明高原植物可以对天气进行预测。"毕竟,这涉及到短时间内对于气象变化的精确预知。而这些必然涉及到高原植物的分子生物学机制和基因信号的解译。他表示,要想用植物的物候感应来预测气候变化现象,我们还有很长的路要走。

这一新现象的发现,虽然不能预报天气,但是为青藏高原地区的高寒草甸的扇型分布格局提供了气候方面的成因依据,并为理解季风气候变化及其影响范围提供了新思路,同时,这也为理解季风气候变化下物候变化将如何影响物种分布提供了新的依据。

罗教授表示,他们进一步的研究方向是检验高原的其他物种对印度洋季风是否有相似的反应、观察其他区域内植被受到季风影响时是否具有相似特征,以及研究如何通过生物对于环境的反应来判断气候走向。(来源网易科技)

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2022-05-21 22:06:49

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