四川大学陈磊教授等在地球科学顶刊《Earths Future》发文:变绿引起的生物物理效应导致温带和北方森林的春季和秋季物候提前

科技   2024-11-14 00:02   福建  

编辑:不止GIS


1.文章简介


  • 论文名称:Greening-Induced Biophysical Impacts Lead to Earlier Spring and Autumn Phenology in Temperate and Boreal Forests(变绿引起的生物物理效应导致温带和北方森林的春季和秋季物候提前)

  • 第一作者及单位:Jing GuoJinmei Wang(共同一作|四川大学生命科学学院)

  • 通讯作者及单位:陈磊(教授|四川大学生命科学学院)

  • 文章发表期刊Earth's Future(中科院1区Top期刊|最新影响因子:7.3)

  • 期刊平均审稿速度:16周(参考)

2.研究内容


树木物候,即树木周期性生物事件的时间,对气候变化高度敏感。先前的研究表明,森林变绿可以通过改变季节性地表能量收支来影响局地气候,然而,对大尺度上森林变绿对树木物候响应的理解仍然有限。

通过分析2001年至2021年基于卫星的物候和叶面积指数数据,该研究发现森林变绿导致温带和北方森林的春季和秋季物候提前。研究结果表明,冬季和春季的森林变绿减少了地表反照率,引发了生物物理变暖,从而促使春季叶片物候提前,相反,夏季和秋季的森林变绿通过增加蒸散作用引起生物物理降温,导致秋季叶片物候提前(图1,2)。

图1|绿化对温度、蒸散(ET)和反照率(albedo)的影响。(a–j),冬春季(WS,11月至4月)(a)和夏秋季(SA,5月至10月)(b)平均∆LAI的空间分布图,WS(c)和SA(d)平均∆LST的空间分布图,WS和SA之间∆LAI(e)和∆LST(f)的密度图,WS中∆LST与∆LAI的关系(g),SA中∆LST与∆LAI的关系(h),以及WS和SA之间∆ET(i)和∆albedo(j)的变化。∆LAI表示叶面积指数(LAI)的差值,正值表示变绿。∆LST表示高LAI和低LAI区域间的地表温度差值,正值和负值分别表示变绿引起的生物物理变暖和降温。(e)和(f)中的黑色虚线表示两个固定前季的平均∆LST和∆LST。在(g)和(h)中,圆圈表示各窗口中WS和SA的平均∆LST值。在(i)和(j)中,每个箱体的长度表示四分位距,箱体内的水平线表示中位数,箱体底部和顶部分别表示第一和第三四分位数。星号表示WS和SA之间∆ET和∆albedo的显著差异(P < 0.01)。黑色虚线表示∆ET和∆albedo等于零的情况。

图2|树木物候对变绿引起的生物物理效应的响应示意图。(a–b),冬春季的变绿和生物物理变暖推动春季物候提前(a),夏秋季的变绿和生物物理降温导致秋季物候提前(b)。

该研究强调了森林变绿引发的局地季节性气候变化对温带和北方森林树木物候的重要影响。在预测未来气候变暖情境下的树木物候变化时,考虑这些变绿引发的微气候条件变化至关重要。


3.通讯作者简介


  • 陈磊:教授,博导;

  • 联系方式: chen_lei1029@163.com;

  • 学习及工作经历:2008-2012 四川农业大学,林学,本科;2013 -2015 日本北海道大学,硕士;2015 -2018 日本北海道大学,博士;2018-2019 美国德州理工大学,博士后;2019-2020 四川大学生命科学学院,特聘研究员;2021-至今 四川大学生命科学学院,教授。

  • 研究方向:结合大数据分析、野外样地监测、控制实验等手段,研究全球气候变化对植物生长的影响,其主要的研究方向包括:(1)物候学;(2)树木年轮学;(3)植物生理生态学
陈磊教授课题组主要是结合数学统计模型和控制实验在不同时空尺度探究全球气候变化对植物生长及陆地生态系统的影响,常用的知识和技术手段主要包括:生物统计学、机器学习、植物分类学、R语言、Google Earth Engine、遥感数据分析及处理、数学建模等。其课题组科研氛围浓厚,长期招聘研究生和博士后。(源:四川大学生命科学学院官网)

4.文章引用


文章信息Guo, J., Wang, J., Qiao, Y., Huang, X.,Smith, N. G., Liu, Z., et al. (2024).Greening‐induced biophysical impacts lead to earlier spring and autumn phenology in temperate and boreal forests. Earth's Future, 12, e2024EF004618.https://doi.org/10.1029/2024EF004618

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