白刺沙包上的增雨设施


2012年7月，鲍芳和工人在巴丹吉林沙漠测定白刺光合速率
日前，中国林业科学研究院荒漠化所专家在《植物学前沿》在线发表重要研究进展，荒漠生态植物白刺在响应人工模拟增雨影响时会延长其物候，这意味着在未来降雨量可能增加的趋势下，白刺会延长“工作时间”。
植物物候被认为是响应气候变化最灵敏的生物指示器。为了弄清白刺物候对未来降水增加的响应和适应规律，研究团队自2012年开始，对白刺展叶、开花、结果、叶变色等物候事件的发生时间展开了系统全面监测。研究发现，在2012年到2018年观测期内，年增加36mm-145mm降雨处理使白刺春季物候平均提前了1.29–3.00天,使秋季物候平均推后了1.18–11.82天。秋季物候的推迟直接导致白刺生长季长度平均被延长了2.11–13.68天。即降雨增加后，白刺“加班加点”工作，有利于白刺积累更多的光合产物。如年增109 mm和145 mm降雨处理后，白刺的光合作用对高温的耐受性较自然条件下分别提高了2℃和6℃。
论文第一作者、荒漠化所鲍芳博士表示，植物春、秋季物候的发动受气温、降水、光照、胁迫等很多因的影响。人工模拟增雨条件下，白刺秋季物候推迟，一方面是因为在水供应条件较好时，叶片内光合作用相关酶的活性提高了，另一方面和水分条件改善使得白刺叶片叶绿素II降解速率变缓有关。春季物候的提前则和人工增雨对初春时期土壤水分的补充密不可分。同时，鲍芳也表示，人工模拟增雨对白刺物候事件的影响并不是绝对的，可能会在极端干旱或极端湿润年份产生相反的结果。
论文通讯作者、荒漠化所吴波研究员说，荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分。数据显示，我国干旱、半干旱区面积占国土面积的42%，且近几十年来降水持续增加，预计未来会呈现继续上升趋势。在全球气候变化背景下，当前我国的相关研究多集中于水分条件较好的森林生态系统和草原生态系统，对荒漠生态系统研究，尤其是在原位开展人工模拟全球变化实验的研究非常缺乏，限制了我们对全球气候变化背景下荒漠生态系统生态过程变化的深入理解。该研究结果有助于准确、科学预判未来全球气候变化条件下，干旱区植被碳收支、甚至其它相关生物地球化学循环过程的变化趋势。（文：宋平/院办 图：鲍芳博士提供）