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植物所等在北美巨杉受气候变化与干旱胁迫研究中获进展

  巨杉是地球上现存最为古老、寿命最长、体形最为庞大的物种之一。随着全球气候变化,这一标志性树种的生存空间被逐渐压缩,其自然分布目前集中在美国加州内华达山脉西麓约150km2的区域。近30年来,内华达山脉经历了前所未有的气温上升和频繁的极度干旱事件,给当地生态系统带来了巨大挑战。因此,探讨巨杉如何响应气温上升背景下的极端干旱事件,对深入了解巨杉生存环境、制定相关森林管理政策具有重要意义。

  近期,中国科学院植物研究所郭庆华研究组与中山大学、美国加州大学默塞德分校合作开展了有关北美巨杉受气候变化与干旱胁迫的研究。研究人员利用Landsat系列卫星1985年至2015年的持续观测数据,结合当地的地形、气象以及实地调查数据,综合分析了过去30年间巨杉对气候变化的响应机制。研究发现,在2011年至2015年加州极端干旱的影响下,巨杉树尽管没有大量死亡,但其植被含水量在此期间的下降幅度超过正常波动范围的4倍以上。受当地森林疏伐活动的影响,巨杉林内的植被绿度增加了6%,植被蒸散发用水量增加约10%,在多年干旱的背景下,这将导致对有限的储备水需求增加,一旦储备的地下水耗尽,巨杉林也将无法存活。

  研究对比了1987年至1992年和2011年至2015年两个干旱时间段内巨杉林的变化,发现温度上升会进一步加剧干旱对巨杉树的胁迫效应。内华达山脉属于地中海气候,植被夏季水源主要依赖于冰雪融水,而气温上升会提前冰雪融化的时间,使得在干旱期间巨杉林在夏季的可用水资源进一步减少。研究结果表明,不同区域的巨杉林受干旱胁迫程度也不尽相同,低海拔区域的巨杉林受干旱胁迫的影响更大。

  相关研究成果发表于Journal of Geophysical Research-Biogeosciences,并被Altmetric统计为前5%受关注的文章。该研究还相继受到了《纽约时报》、美国广播公司新闻等国际媒体的报道。

  论文链接

  

植物所等在北美巨杉受气候变化与干旱胁迫研究中获进展

  图1.1985年至2015年,巨杉林及其周边区域的植被指数和气候的变化趋势

  

植物所等在北美巨杉受气候变化与干旱胁迫研究中获进展

  图2.1987年至1992年与2011年至2015年两次多年干旱期间巨杉林的变化响应对比

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