厄爾尼諾-南方濤動(dòng) (El Ni?o–Southern Oscillation, ENSO)是太平洋東部和中部的風(fēng)場(chǎng)及海水溫度異常變化的現(xiàn)象,它包括冷(拉尼娜)暖(厄爾尼諾)兩個(gè)事件,周期為2-7年。ENSO可以通過(guò)大氣遙相關(guān)的方式引起全球范圍大氣環(huán)流的變化,進(jìn)而影響各地的氣溫與降水。熱帶森林研究表明,厄爾尼諾通過(guò)調(diào)節(jié)局部地區(qū)的溫度和降水極大的影響了花、種子和葉片的物候及產(chǎn)量。然而由于長(zhǎng)時(shí)間尺度的數(shù)據(jù)的匱乏及對(duì)ENSO對(duì)溫帶森林影響的忽視,ENSO對(duì)溫帶森林的影響的評(píng)估仍舊匱乏。
鑒于此,我組基于長(zhǎng)白山25ha闊葉紅松林樣地12年間的262次凋落物收集數(shù)據(jù),應(yīng)用時(shí)間序列和小波分析方法探究了ENSO對(duì)溫帶森林物種水平種子及凋落葉產(chǎn)量的影響。研究發(fā)現(xiàn):ENSO與長(zhǎng)白山地區(qū)主要樹(shù)種的種子及凋落葉產(chǎn)量均具有顯著的相關(guān)性(r=0.206-0.258),尤其 ENSO指數(shù)對(duì)假色槭種子及凋落葉產(chǎn)量波動(dòng)的解釋力度達(dá)到了51%和45%。除此之外,研究首次發(fā)現(xiàn)了溫帶森林不同物種的凋落葉產(chǎn)量對(duì)ENSO的響應(yīng)具有同步性;同時(shí),種子產(chǎn)量季節(jié)同步性在厄爾尼諾發(fā)生的年份顯著增強(qiáng),但是在ENSO尺度上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)種子產(chǎn)量的同步性變化。局部氣象因子的變化顯著介導(dǎo)了ENSO對(duì)凋落物產(chǎn)量變異的影響,我們發(fā)現(xiàn)研究區(qū)的降雨和相對(duì)濕度分別介導(dǎo)了ENSO對(duì)水曲柳種子和紫椴種子的影響。此研究進(jìn)一步證實(shí)了ENSO對(duì)溫帶森林的調(diào)控作用,為今后進(jìn)一步了解溫帶森林對(duì)全球變化的響應(yīng)提供了有利的支撐。
以上研究成果以“El Ni?o–Southern Oscillation affects the species-level temporal variation in seed and leaf fall in a mixed temperate forest ”為題發(fā)表在Science of the Total Environment雜志上。我組博士生朱美慧為文章第一作者,郝占慶研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)(B)等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157751
圖(1)研究思路概念圖