南方樹木擁有更寬“溫度感知窗口”
浙農(nóng)林大全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室香榧團(tuán)隊(duì)再發(fā)高水平研究論文
該研究結(jié)合大規(guī)�？缇暥仍囼�(yàn)與物候觀測(cè)大數(shù)據(jù)，首次證實(shí)了樹木休眠解除的有效積冷閾值(Tupp)存在顯著的緯度梯度差異，揭示香榧等南方樹木Tupp顯著高于北方樹木，修正了物候?qū)W界長(zhǎng)期沿用的“固定積冷范圍”經(jīng)典理論，為森林食物資源樹木應(yīng)對(duì)氣候變化及生態(tài)適應(yīng)型品種培育提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。
休眠與解除是森林食物資源樹木適應(yīng)季節(jié)性氣候、決定開花結(jié)實(shí)與產(chǎn)量的關(guān)鍵生物學(xué)過程。長(zhǎng)期以來，科學(xué)界普遍假設(shè)樹木感知低溫信號(hào)以解除休眠的有效溫度范圍是固定的，通常界定在0~10°C之間。這一基于北方寒冷地區(qū)樹木建立的經(jīng)典模型，在解釋亞熱帶等溫暖地區(qū)樹木(如香榧)的物候特征時(shí)往往存在顯著偏差，成為制約準(zhǔn)確預(yù)測(cè)全球變暖下森林動(dòng)態(tài)的科學(xué)難題。
針對(duì)上述難題，研究團(tuán)隊(duì)整合了覆蓋中國(guó)3000公里緯度梯度的控制試驗(yàn)(涉及香榧等14個(gè)樹種、4500余株苗木)與全國(guó)65個(gè)樹種的長(zhǎng)期物候觀測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)解析了樹木休眠解除有效低溫的地理格局。研究發(fā)現(xiàn)，樹木并非遵循固定的溫度閾值，而是進(jìn)化出了適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻膹椥詸C(jī)制：隨著緯度的降低，樹木解除休眠的Tupp顯著升高。數(shù)據(jù)顯示，緯度每降低1度，Tupp平均增加約0.27°C±0.06°C。這意味著分布在亞熱帶溫暖區(qū)域的樹木，已進(jìn)化出利用較高溫度(＞10°C甚至高達(dá)15°C)積累需冷量的能力。相比于寒冷地區(qū)的樹木，南方樹木擁有更寬的“溫度感知窗口”，這種長(zhǎng)期進(jìn)化形成的適應(yīng)策略，科學(xué)解釋了香榧等南方經(jīng)濟(jì)林樹木在暖冬年份仍能有效感知季節(jié)信號(hào)并正常解除休眠的現(xiàn)象。
該研究成果在理論與實(shí)踐層面均具有重要意義。一是提升預(yù)測(cè)精度：研究修正了全球物候模型中需冷量計(jì)算的參數(shù)設(shè)定，指出現(xiàn)有模型可能高估了氣候變暖對(duì)南方森林食物樹木的負(fù)面影響，有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)氣候變化情境下的林木生長(zhǎng)與產(chǎn)量波動(dòng)。二是指導(dǎo)引種馴化：在森林食物資源的引種與種質(zhì)創(chuàng)新中，必須充分考量樹木來源地的“氣候記憶”與引入地需冷量的匹配性，從而規(guī)避因物候錯(cuò)配導(dǎo)致的產(chǎn)量風(fēng)險(xiǎn)，為挖掘森林食物資源潛力、提升產(chǎn)業(yè)氣候韌性提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐。
通訊員 陳勝偉
