本篇研究来自北京师范大学水科学研究院付永硕课题组。本研究发现水分和光周期在中国亚热带森林秋季光合物候过程中起主导作用；基于传统积冷模型（CDD）开发了温-光-水耦合的秋季光合物候新模型，模拟精度显著提升；基于秋季物候模型结合未来气候变化情景，发现中国亚热带森林秋季光合物候期持续延迟。
｜文章介绍｜
Autumn phenology consistently delays in subtropical forests in China based on a new process-based model integrating temperature, photoperiod and precipitation
Yue Xu（徐月）, Mingwei Li（李明蔚）, Zhaofei Wu（吴兆飞）, Xiran Li（李溪然）, Zunchi Liu（刘尊驰）, Xingyu Nie（聂兴雨）, Xuan Zhang（张璇）, Jiahao Chen（陈嘉浩）, Fanghua Hao（郝芳华） and Yongshuo H Fu（付永硕）
通讯作者：
■ 付永硕，北京师范大学水科学研究院
DOI：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2752-664X/ad63ae
研究背景：
在全球变暖背景下，植被春季物候和秋季物候分别发生了显著的提前和延迟趋势，亚热带森林是陆地生态系统中的主要有机碳贮库，但其秋季物候对气候变化响应机制仍不清晰。典型的秋季物候过程模型如积冷模型（CDD）和温光模型（DM）未考虑降水影响，无法准确模拟秋季物候。因此，准确表征多种气候因子对亚热带森林秋季物候的影响，开发新的秋季物候模型对准确理解亚热带森林对气候变化响应至关重要。
研究内容：
本研究基于高分辨率太阳诱导叶绿素荧光（SIF）数据，采用三种物候提取方法确定了2001-2018年中国亚热带地区的秋季光合物候（the end-of-photosynthetic-growing-season, EOPS），并将降水和光周期整合到经典的积冷模型（CDD ）中，进而开发了一个新的秋季物候过程模型（DMP），并基于该模型预测了未来中国亚热带森林秋季物候的变化趋势。
研究发现，2001-2018年中国亚热带森林EOPS整体呈现延迟趋势，平均每10年延迟4.1 天。通过比较气候因子与EOPS的相偏相关系数，研究发现降水（r = 0.45），而不是温度（r = 0.29）对秋季光合物候的变化过程起到主导作用。
Figure 2. (a) The spatial patterns of the EOPS dates derived from three methods averaged in China subtropics from 2001 to 2018, (b) the mean EOPS across three vegetation types and the entire area, (c) the spatial patterns of the linear trend of the EOPS, (d) the mean EOPS trends across vegetation types. A negative value indicates an advance, and a positive value indicates a delay trend. Inset plots (the bottom-left of figure) display the frequency. The right side of figure (a) and (c) shows the trend of EOPS change with latitude, the red dotted line represents the linear fitting curve, the black solid line represents the mean change curve of EOPS change, and the gray shaded area represents the standard deviation. k represents the change trend of EOPS per unit degree. Values in parentheses represent the percentage of significance ratios (p < 0.05).
基于温度-光周期-降水的DMP模型相比于传统CDD模型，模拟精度显著提升，其中RMSE提升了约4天，并在R2和AIC指标中同样展现了最优的精度。
Figure 3. Partial correlation between EOPS and (a) temperature, or (b) precipitation. Results are calculated until 120-day pre-season lengths a 15-day, and only the strongest correlation was displayed for each pixel. (c) correlation between the EOPS of different vegetation and climatic factors, (d) the proportion of dominant climate factors for EOPS.
基于DMP模型进一步预测了未来的秋季物候变化，发现从2030年到2100年，在中辐射强度SSP2-4.5情景下，EOPS平均每10年延迟1.0天，在高辐射强度SSP5-8.5情景下，EOPS每10年延迟2.7天。
本研究强调了降水对中国亚热带森林秋季光合物候的重要调节作用，并开发了温-光-水耦合的秋季光合物候模型以提升秋季物候模拟精度。
｜作者介绍｜
付永硕 教授
● 付永硕，北京师范大学京师特聘教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，中组部国家人才计划青年项目入选者，欧盟玛丽居里学者。主要从事全球变化生态学、陆地生态系统碳循环水循环、流域生态水文过程、植被动态过程模型开发等方面的研究。
期刊介绍
