中国科学家检验高原植物能预测季风

"事实上,一些媒体报道关于我们研究的措辞是有问题的."3月1日,中国科学院青藏高原研究所高山生态与生物多样性重点实验室罗天祥教授向《科技日报》透露。

最近,罗天祥的研究小组在英国《科学报告》上发表了“高寒草甸优势植物返青物候中的风雨诱导时间”的研究成果,引起了众多媒体的关注,但也有一些报道有失偏颇。

研究对象与沼泽无关

根据香港《南华早报》的报道,研究发现,西藏高山上的一些主要草,如沼泽莎草,可以预测印度季风的到来,它们会在季风到来之前展开叶子。

项目负责人罗天祥教授告诉《科学日报》:“之前媒体报道中使用的术语并不谨慎。我们不是在研究沼泽莎草,”罗教授解释说,他们的研究对象不包括沼泽,但主要是高山草甸优势植物广泛分布在海拔3200-5600米的高原中部和东部,如嵩草高山,针茅,高羊茅,垂穗披碱草等物种。此外,这些植物通常在第一场季候雨之后而不是之前长出叶子。

罗天祥的研究团队与日本国家环境研究所研究员唐艳红合作,在西藏当雄县进行了7年的海拔梯度定位观测,收集了2007年至2013年7个海拔高度(4400-5200米)的观测数据。此外,他们还分析了青藏高原另外两个科学监测站20多年的监测数据,以验证他们在生物物候适应方面的发现。物候是指生物体适应气候季节性变化而形成的生长发育节律。人们普遍认为,它主要受温度条件控制,经常被用作指示陆地生态系统对全球气候变化反应的重要指标。

国内外大量的分子生物学研究表明,植物物候受一个内部复杂的生物钟系统调节,该系统适应昼夜长短的季节性变化。

在长期的进化和适应过程中,高原地区的许多植物在寒冷干燥的冬季停止在地面生长,枯黄的叶子和地下部分进入休眠状态。然而,在季风带来的温暖潮湿气流的影响下,树叶逐渐展开。雨季的开始和降雨影响着高寒草地叶片发育的时空分布。分布在青藏高原最广的嵩草属高山植物,可能已经进化以适应印度季风气候在同一时期的雨和热。

印度洋季风的爆发一般发生在5月底至6月底,此时高原温度一般高于0℃。当季风来临的时候,它会带来大量的降雨,这有利于草甸植物的生长。罗天祥解释说,为了避免春季低温和干旱的同时影响,通过感测季风降雨来确定生长的开始时间显然是最安全的适应方式。

研究表明,由于喜马拉雅山的阻隔,印度季风水汽主要沿着高原东南部的河流大峡谷输送到高原内部。因此,高原不同地区雨季的开始时间取决于季风强度的年际变化和地形地貌的影响,并存在。

时间和空间的巨大变化。相应地,青藏高原的嵩草草甸主要沿这些水汽通道呈扇形分布,其绿变物候和生产力的时空变化规律与雨季开始时间的变化一致。

一份不定期的论文会带来灵感。

这项研究的发现是偶然的。罗教授说,近30年来,青藏高原的气温普遍上升,其上升速度远远高于世界平均水平。然而,遥感数据显示,草地植被的返青期呈现出延迟、提前和不变的不同趋势。

在分析当雄的观测数据时,他和他的学生李瑞成博士试图了解气候因素对植物生长的影响。然而,这已成为本课题的瓶颈,即与叶片发育时期相关的调控因子和机制尚不清楚,这是理解气候变化的关键。尽管他们花了很长时间尝试各种其他的气候因素,他们仍然无法解释。后来,他偶然读到了德国学者托马斯·莫格博士等人刚刚发表的一篇关于冰川变化的研究论文。本文提供的印度季风爆发时间的年际变化与优势种在复壮期的变化相似。他联系了托马斯·莫格医生。

”托马斯非常激动。他提供了各种季风指数,并通过电子邮件与我进行了深入的分析和讨论。”罗教授说。

植被感应还不能预测天气。

罗天祥说,高原植物的这些变化只是对季风气候的一种诱导。然而,如果我们想通过植物在一定时期内的物候诱导来预测天气,在目前的研究中很难成功。他解释道:“我们的研究没有表明高原植物能够预测天气。”毕竟,这需要在短时间内准确预测天气变化。这些必须涉及高原植物的分子生物学机制和基因信号的解释。他说,在利用植物的物候感应来预测气候变化之前,我们还有很长的路要走。

这一新现象的发现,虽然无法预测天气,但为青藏高原地区高山草甸扇形分布格局提供了气候成因依据,为认识季风气候变化及其影响范围提供了新的思路。同时,也为了解季风气候变化下物候变化对物种分布的影响提供了新的依据。

罗教授说,他们进一步的研究方向是测试高原上的其他物种是否对印度洋季风有相似的响应,观察其他地区的植被在受到季风影响时是否有相似的特征,研究如何通过生物对环境的响应来判断气候趋势。

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