华东师大刘慧颖团队揭示植物地上与地下物候对气候变暖响应的非同步性
植物物候是指植物受一年四季环境变化影响而出现的周期性自然现象，是气候变化影响生态系统最敏感的指示器。目前，虽然对于植物物候响应气候变暖领域已有一些认知，但以植物的地上部分研究为主。陆地生物圈模型常采用地上物候动态去代替植物的整体物候响应。作为植物的关键组分和生态系统碳水循环的重要参与者，根系物候与植物地上部分物候响应是否一致仍亟待进一步探讨。
华东师范大学生态与环境科学学院与兰州大学、浙江农林大学、英国埃克塞特大学和瑞士伯恩大学等国内外多家单位合作，通过汇总来自19个国家的88个增温实验研究，揭示了植物地上与地下物候对气候变暖响应的非同步性。研究成果于2021年12月20日以《Phenological mismatches between above- and belowground plant responses to climate warming》为题正式在线发表于Nature子刊《Nature Climate Change》上。
研究结果显示，植物地上与地下物候对气候变暖的响应并不同步，且在不同功能型之间存在显著差异。对于草本植物，气候变暖显著提前了地上部分生长季的开始和结束时间，但对地下部分的物候期无显著影响。对于木本植物，气候变暖没有改变地上物候期，但延长了地下部分生长季的时长。这些发现表明，当前陆地生物圈模型仅仅关注于植物地上部分对全球气候变化的响应是不足的，未来应该进一步加强对植物地下物候动态的研究。
图1. 陆地植物地上、地下物候对实验增温的温度敏感性
（SOS，生长季开始; EOS，生长季结束; Length, 生长季长度）
图2. 气候变暖对植物地上、地下物候影响的示意图（图片来自The belowground growing season; https://www.nature.com/articles/s41558-021-01243-y）
值得一提的是，瑞典于默奥大学（Umeå University）的Gesche Blume-Werry 博士在同一期《Nature Climate Change》杂志的News and Views栏目发表评论文章“The belowground growing season”，认为该论文的研究成果挑战了现有物候模型对植物地上、地下物候对气候变化响应一致的理解，具有非常重要的意义。与此同时，该项研究成果还受到了多家媒体如 Aisa Research News、Science Daily 等的关注。
华东师大生态与环境科学学院青年研究员刘慧颖（崇明生态研究院引进人员）为论文第一作者，周旭辉教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金青年、重点项目以及上海市扬帆计划等项目的资助。
刘慧颖博士长期从事高寒草地生态系统生态学和全球变化生态学的研究，已以第一作者身份在 Nature Climate Change，PNAS，Nature Communications，Global Ecology and Biogeography 等国际著名期刊上发表学术论文多篇。目前，刘慧颖课题组主要关注于生物多样性与生态系统功能之间的关系、地上和地下生态系统过程的关联、植物生产力和物候对气候变化的响应机制。
图文、来源丨生态与环境科学学院