科技日报记者 颉满斌 通讯员 余若怡
4月24日，记者从兰州大学获悉，该校草地农业科技学院联合华东师范大学、中国科学院组成的研究团队在全球尺度上量化了植物在“返青”与“抵御霜冻”之间的权衡关系，揭示了植物在决定返青时间的过程中生物因素同样发挥着至关重要的作用。相关成果于日前发表在《自然·通讯》上。
对于植物而言，尽早返青意味着更长的生长季和更强的竞争能力，有利于自身生存与后代繁衍。然而，返青越早，遭遇春季极端低温的风险也越高，一次严重的霜冻事件就可能毁灭抗冻能力弱的个体。因此，植物必须在返青时间与霜冻风险之间做出权衡。“量化这一权衡，有助于我们理解植物物候的演化逻辑及其对气候变暖的适应机制。”团队负责人、兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室教授贺金生介绍。
研究团队基于“安全裕度”概念，即植物春季物候期环境最低温与其所能耐受的极限低温（抗冻性）之间的差值，来评估霜冻风险。安全裕度越高，风险越低。团队整合了全球126个站点、193种植物的春季抗冻性数据，并提取了物候发生时的日最低温进行计算。结果显示，植物在春季物候期平均可抵御-12.42℃±5.19℃的低温，使得植物在春季物候期遭遇致命霜冻的风险概率较低，安全裕度高达17.14℃±5.58℃。进一步研究发现，春季抗冻性与安全裕度之间存在显著的相互因果关系，表明植物主要通过调节自身抗冻性来控制致命霜冻风险，而不仅仅依赖于调整春季物候的发生时间。
进一步，团队应用8种物候模型，预测了三种未来排放情景下植物的春季物候与安全裕度。结果显示，在轻度至中等排放路径下，安全裕度保持稳定；在极端排放路径下，安全裕度上升约1.7℃，同时推测是植物为应对冷驯化不足而做出的适应性响应。
“这一发现挑战了传统上仅强调环境因素的决定论框架，表明生物因素同样发挥着至关重要的作用，为新一代物候模型的构建与验证提供了新的理论视角。”贺金生表示。
网友评论
