10天内连发两篇Nature子刊!北京大学朴世龙院士团队最新研究揭示动植物在气候变化中的“时间竞赛”

学术   2024-12-14 18:20   江苏  

气候变化对生物界产生了深远影响,其中一项关键证据便是过去数十年中动植物物候模式的显著转变。研究指出,不同营养层级内部及其之间的物候变化速率存在差异,这种不均衡可能会破坏物种间的互动,从而影响生态系统的整体功能与稳定性。然而,以往的研究多集中于局部区域内单一物候阶段的变化,对于全球范围内动植物生命周期全程物候的不同步现象,缺乏全面深入的理解。

北京大学碳中和研究院的朴世龙团队联合张尧团队,通过综合文献资料和现有的物候观测网络数据,构建了一个覆盖全球的动植物地面物候观测数据库。该数据库包含了451,956个植物物候时间序列和43,857个动物物候时间序列,涉及1,629种植物(或属)的248种物候事件,以及949种动物(或属)的432种物候事件。基于此数据集,研究人员分析了自1980年以来动植物全生命周期物候事件的发展趋势,并探索了两者响应气候变化的机制差异。

研究表明,植物在春季和夏季的物候期普遍提前,相邻物候期之间的时间间隔也有所缩短。大约30%的春夏季物候期变动可以由前一物候期的变动解释,这表明植物物候变化具有时间上的依赖性,使得温度升高的影响在季节进程中累积并传递,导致后期物候期提前的程度超过早期物候期。相比之下,动物的物候期变化则没有表现出一致的时间依赖性。这种响应机制上的区别可能是造成1980年后动植物物候变化不同步加剧的原因之一。

这项研究强调了物候事件内在联系的重要性,为理解不同营养级间物候变化的异步性及预测生态系统稳定性提供了新的视角。该研究成果以“Phenological divergence between plants and animals under climate change”为题发表在《自然-生态学与进化》(Nature Ecology & Evolution。北京大学城市与环境学院博士后郎伟光为论文第一作者,朴世龙和张尧为论文的共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金委项目(41988101)资助。

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图1. 物候记录的全球分布。a,植物物候站点分布;b,动物物候站点分布;c,植物种类;d,植物物候类别;e,动物类别(纲);f,动物物候类别

图2. 北半球植物和动物之间物候不同步变化的示意图

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