植物应对气候变化的神秘策略：时间分配的平衡之道

作者段跃初 黄艳红

在全球气候变化的大背景之下，植物如何抵抗和适应环境的变化，一直是学界重点关注且持续研究的课题。

中国科学院青藏高原研究所的科研团队与美国高校等科研同行展开最新合作研究，有了令人瞩目的发现。尽管气候变暖使得植物生长季节得以延长，然而植物依然能够巧妙地维持叶片生长和衰老时间的稳定平衡，也就是说，植被返青时间越长，衰老时间也就越长。

研究人员广泛运用卫星和地面观测数据，揭示出在 2001 年至 2020 年的这 20 年间，超过 83%的北半球生态系统中的植被，始终保持着绿叶生长和衰老期的时间分配稳定性。这一重要发现对于深入理解植被如何通过资源分配来应对全球变化，以及维护生态系统的结构和功能稳定，具有非凡的意义，相关成果论文已在国际学术期刊《科学进展》发表。

论文第一作者和共同通讯作者、中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队的孟凡栋副研究员指出，合理的时间分配对于个人和社会的进步至关重要。对于植物来说，这种时间分配策略或许是在漫长的进化历程中，经由自然选择而逐渐形成。长期以来，生态学研究更多聚焦于植物在物质资源，如碳、水、养分等方面的利用，对于时间资源的利用策略则认识不足。

在本次研究中，研究团队以植被叶片生长和衰老的时间分配作为典型案例，测试了两种可能的植被物候时间分配方式。一是根据气候变化进行调整的最优时间分配，二是无论气候如何变化都始终保持稳定的恒定时间分配。最终研究结果支持恒定的时间分配策略，并且通过不同数据源和方法的验证分析，也为北半球生态系统中恒定时间分配策略提供了强有力的证据。

此次研究还表明，相对于叶片衰老期，北半球生态系统的叶片生长期明显更长，二者的时间分配比值约为 1.27。此外，绿叶生长和衰老期的时间分配在空间上存在海拔依赖性，在青藏高原等高海拔区域，这一比值随海拔增高显著增加。

紧接着，研究团队进一步探寻驱动这一时间分配策略的机制，发现早期物候事件对后续事件有着显著的正向传递效应。比如，叶片早返青则早枯黄，所以较长的叶片生长期会导致较长的衰老期，进而保持两者之间的比例一致。

论文共同通讯作者、美国科罗拉多州立大学的陈安平研究员认为，这项研究揭示了植被存在一种之前未被充分认知的资源利用策略，突显了植被物候对气候变化的抵抗力。本研究还有助于预测植被衰老时间，研究团队基于时间分配的理论框架构建出一个简单的秋季物候预测模型，该模型能够解释北半球 58%的秋季植被枯黄时间变化，在很大程度上解决了当前秋季物候模型预测准确性不足的问题。

孟凡栋副研究员表示，未来研究团队将继续监测植物在不同时空尺度的时间分配特征，并完善其理论框架，从而进一步明晰其对生态系统结构和功能稳定性的影响。