图 降水频率对秋季物候影响机制

A基于结构方程模型的降水频率对叶片衰老期影响路径分析；B降水频率与干旱响应滞后时间关系；C降水频率与干旱恢复时间关系；D基于滑动窗口的叶片衰老期对降水频率敏感性的时间变化分析；E降水频率与单次降水量关系；F叶片衰老日期与根区土壤水分变异系数的关系

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42125101、W2412014、42271034）的资助下，中国科学院地理科学与资源研究所吴朝阳研究员团队与瑞士苏黎世联邦理工学院Constantin M. Zohner教授和西班牙巴塞罗那自治大学生态研究与森林应用中心Josep Peñuelas教授等外国学者合作，在植被物候研究方面取得进展。研究结果以“减少的降水频率可能通过加剧干旱胁迫和增强干旱响应驱动植被秋季叶片衰老期提前（Declining precipitation frequency may drive earlier leaf senescence by intensifying drought stress and enhancing drought acclimation）”为题，于2025年1月21日在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56159-4。

　　植被物候是气候变化最直接最敏感的指示器，是监测区域乃至全球尺度植被生态系统变化的关键指标之一。全球气候变化通过影响植被物候期，改变生态系统结构和功能，进而影响生态系统与大气之间碳、水和能量交换。过去几十年，全球变暖导致春季物候显著提前，而秋季物候的影响因素较为复杂，导致现有模型对秋季物候模拟与预测的精度普遍偏低。

　　针对这一问题，吴朝阳研究员团队利用长时间序列的卫星遥感数据并结合地面通量观测数据，发现降水频率减少可能导致了北半球1982–2022年间植被秋季叶片衰老期的提前（图）。进一步研究发现，降水频率减少通过降低根区土壤水分和增加大气干旱，加剧了植被物候面临的干旱胁迫，同时会提高植被对干旱的响应速度，干旱发生后会更快速做出反应，从而导致秋季物候的提前。

　　在全球变化背景下，未来干旱发生的频率、强度以及持续时间可能进一步加剧，但现有生态系统模型忽视了降水频率对生态系统功能的重要影响，因此无法准确模拟和预测出降水频率对秋季物候的作用。本研究将降水频率引入生态系统模型中，可以更好的模拟未来干旱情境下的秋季物候变化，进而大幅度提升对全球变化下植被生态系统的预测能力。