全球变暖背景下中国森林春季木质部物候提前的模拟证据

作     者：薛惠鸿 史锋 Fabio GENNARETTI 付永硕 何斌 吴秀臣 郭正堂 

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院新生代地质与环境重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心北京100044 Institut de Recherche sur les ForêtsGroupe de Recherche enÉcologie de la MRC-AbitibiUniversitédu Québec en Abitibi-TémiscamingueAmos J9T 2L8Canada 北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 

出 版 物：《中国科学：地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2023年第53卷第10期

页      面：2217-2230页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41888101和42077406) 中国科学院战略性科技先导专项项目(编号:XDB26020000) 中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目(编号:IGGCAS-201905) 中国科学院青年创新促进会 加拿大自然科学与工程研究理事会发现资助计划项目(编号:RGPIN-2021-03553) 加拿大树木生态学和气候学首席科学家计划项目(编号:CRC-2021-00368)资助 

主　　题：树木年轮 树木木质部 物候 Vaganov-Shashkin模型 中国 

摘      要：植被物候对当前和未来全球气候变暖的响应,直接影响森林生态系统初级生产力的变化.然而,由于树木木质部物候的监测数据十分稀少,学界较少关注树木木质部物候的变化,这阻碍了对森林大空间尺度碳收支的评估和预测.本研究使用基于生理生态过程的树轮生长模型(Vaganov-Shashkin模型)模拟1962~2016年中国森林站点春季树木木质部物候(木质部生长季开始时间)的时空变化.使用实测树轮宽度序列(70条)对树轮生长模型模拟结果进行校正,校正后的模拟结果与已有独立的微树芯监测结果显著相关.模拟结果发现,全球变暖背景下春季木质部物候在1962~2016年期间显著提前,其提前速率在20世纪90年代后显著增快,平均每年提前0.25天.生长季前的日均温与大多数站点(71%)的生长季开始时间显著相关,表明其可能是中国树轮站点春季木质部物候的主要气候驱动因子.春季增暖的气温允许树木生长的热量需求更早达到,因此导致春季木质部物候显著提前.生长季前日均温每升高1℃,春季物候提前6~7天,这将有益于偏冷湿环境下树木的径向生长.模拟的春季树木木质部物候与遥感物候间存在显著正相关,表明全球增暖背景下树木初生生长和次生生长可能受到气温主控而同步变化.基于生理过程的树木模拟能够提供长时间和大空间尺度上树木木质部的时空变化,为中国树木木质部物候对气候变化的响应提供长期视角.