中國科學家檢驗高原植物能預測季風

“事實上，一些媒體關於我們研究的報道措辭是有問題的。”3月1日，中國科學院青藏高原研究所高寒生態學與生物多樣性重點實驗室羅天祥教授向科技日報透露。

近日，羅天祥課題組在英國《科學報告》雜誌上發表了“關於高寒草甸優勢植物返青物候感應季風雨來臨時間”的研究成果，引發多家媒體關注，但有些報道存在偏差。

研究對象與沼澤無關

據香港《南華早報》報道，研究發現，在西藏高山上的一些主要草類，比如沼澤莎草，能預測印度季風的到來，在季風到來前，它們會展開葉片。

這項課題的負責人羅天祥教授告訴科技日報：“之前的媒體報道的中用到的名詞並不謹慎。我們研究的不是沼澤莎草。”羅教授解釋道，他們的研究對象並不包含沼澤，而主要是在高原中東部海拔3200—5600米廣泛分佈的高寒草甸優勢植物，如高山嵩草、絲穎針茅、羊茅、垂穗披鹼草等物種。另外，這些植物展葉期一般出現在第一場季風雨後而不是之前。

羅天祥課題組與日本國立環境研究所唐豔鴻研究員合作，在西藏當雄縣開展了長達七年的海拔梯度定位觀測，收集了7個海拔（4400—5200米）從2007年到2013年的觀測數據。此外，他們還分析了青藏高原其他兩個科學監測站二十多年來的監測數據，來驗證他們這項關於生物物候適應的發現。物候是指生物適應氣候的季節性變化而形成的生長髮育節律，一般認爲主要受溫度條件的控制，常用來指示陸地生態系統響應全球氣候變化的重要指標。

國內外大量分子生物學研究表明，植物物候受到一種內在的、適應晝夜長度季節變化的複雜生物鐘系統的調控。

在長期的進化適應過程中，高原地區很多植物在寒冷乾燥的冬天停止地上生長，葉片枯黃，地下部分進入休眠狀態。而在季風帶來的溫暖溼潤氣流的影響下，逐漸展開葉子。雨季開始的時間和降雨量影響高寒草地展葉期的時間和空間分佈。在青藏高原分佈最爲普遍的高山嵩草，展葉期可能已經進化適應了雨熱同期的印度季風氣候效應。

印度洋季風的爆發時間一般出現在5月底到6月底，這時高原氣溫已經普遍高於0℃。季風到來時，帶來大量降雨，有利於草甸植物的生長。羅天祥解釋說，爲避免春季低溫和乾旱同時影響，通過感應季風雨來臨來確定生長開始時間，顯然是一種最保險的適應方式。

研究顯示，受到喜馬拉雅山脈的阻擋，印度季風水汽主要沿高原東南部的河流大峽谷輸送到高原內部，因此高原不同地區雨季開始時間取決季風強度的年際變化和地形地貌的影響，存在

很大的時空變化。相應地，青藏高原嵩草草甸主要沿這些水汽通道呈扇型分佈格局，其返青物候和生產力的時空變化格局與雨季開始時間的變化一致。

偶然讀到的論文帶來靈感

這一研究發現是具有偶然性的。羅教授表示，關於青藏高原過去30年氣溫普遍升高，並且升溫速度遠高於全球，但是，遙感數據顯示，草地植被的返青期則表現爲推遲、提前、沒有變化等不同趨勢。

他和他的學生李瑞成博士在分析當雄觀測數據時，試圖理解氣候因子對植物生長的影響。但是這成了這個課題的瓶頸，即有關展葉期調控因子和機制仍不清楚，而這是理解氣候變化的關鍵。他們雖然花了很長時間嘗試各種其他氣候因子，但仍然無法解釋。後來他無意中讀到德國學者托馬斯·莫格博士等人在Nature Climate Change剛發表的有關冰川變化的研究論文時受到啓發。該論文中提供的印度季風爆發時間的年際變化與他們觀測到的優勢物種返青期變化相近。他聯繫到托馬斯·莫格博士。

“托馬斯很興奮，他提供了各種季風指數並通過email和我進行深入分析和討論。”羅教授說道。

植被感應尚不能預測天氣

羅天祥表示，高原植物的這些變化只是對季風氣候的一種感應。而若想通過植物在一定時間內的物候感應來預測天氣，就目前的研究來看，是很難成功的。他解釋說：“我們的研究並不能表明高原植物可以對天氣進行預測。”畢竟，這涉及到短時間內對於氣象變化的精確預知。而這些必然涉及到高原植物的分子生物學機制和基因信號的解譯。他表示，要想用植物的物候感應來預測氣候變化現象，我們還有很長的路要走。

這一新現象的發現，雖然不能預報天氣，但是爲青藏高原地區的高寒草甸的扇型分佈格局提供了氣候方面的成因依據，併爲理解季風氣候變化及其影響範圍提供了新思路，同時，這也爲理解季風氣候變化下物候變化將如何影響物種分佈提供了新的依據。

羅教授表示，他們進一步的研究方向是檢驗高原的其他物種對印度洋季風是否有相似的反應、觀察其他區域內植被受到季風影響時是否具有相似特徵，以及研究如何通過生物對於環境的反應來判斷氣候走向。（來源網易科技）

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