近日，我院付永硕教授团队的研究成果“Incorporating Drought Thresholds Improves Model Predictions of Autumn Phenology in Tropical and Subtropical Forests”发表在国际顶级生态学术期刊《Global Change Biology》（影响因子10.8）。城环学院博士研究生徐月为论文第一作者，付永硕教授为通讯作者。该研究得到杰出青年基金、国家自然科学基金项目等多个项目的共同资助。
该研究解析了干旱影响热带亚热带日益频繁严峻的干旱事件对植被物候期产生巨大影响，进而影响陆地生态系统的碳水循环。热带和亚热带森林作为全球碳储存的重要组成部分，对气候变化尤其是干旱表现出高度敏感性，近年来其秋季物候期呈现显著变化。然而，中国热带亚热带森林秋季物候对干旱的响应机制尚不明晰，这导致未来气候变化情景下的植被秋季物候预测存在较大的不确定性。
研究采用岭回归分析量化了干旱加剧对秋季光合物候（EOPS）的动态影响，并检测到了植被对干旱响应由延迟逆转为提前的干旱阈值。具体而言，当干旱强度超过特定阈值时即SPEI低于-0.9左右，热带和亚热带森林EOPS的响应由延迟到提前。此外，由于不同湿度环境中植被干旱胁迫相关基因表达和耐受策略的差异，研究观察到了干旱阈值的空间异质性，主要表现为沿降水梯度增加。基于这些发现，该研究提出了一个新的秋季物候模型（DMPD），该模型假设干旱胁迫导致EOPS的相反变化，并引入区分相反干旱效应的干旱阈值作为模型参数，用于预测未来情景下的EOPS变化。相比于以往模型（CDD、DM、DMP）的模拟结果，DMPD模型显示了最优的EOPS模拟精度。经过DMPD模型预测，直至本世纪末，在高变暖情景（SSP585）下，EOPS都将以0.39天每年的速度持续延迟，而在中变暖情景（SSP245）EOPS初始以0.16天每年的速度延迟，直至2066年延迟速度开始放缓，变为0.06天每年。我们的研究结果证实了干旱强度的增加确实导致了热带和亚热带森林的光合物候发生相反变化，并验证了将这些相反干旱效应整合到物候模型中的潜力，以提高对未来气候变化情景下的植被物候预测的准确性。
主要结果图
2001—2020年平均EOPS数据的空间格局(a)及其时间变化趋势(b)，于EOPS最相关季前SPEI均值(c), EOPS与SPEI之间最强的贡献系数(d), EOPS对加剧干旱的动态响应(e).
未来情景下热带亚热带森林EOPS的变化趋势
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70177
通讯员：徐月
编辑：刘新星
审读人：刘目兴
