以往多數(shù)研究利用長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)或遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)開花物候與相應(yīng)年份或季節(jié)的平均氣溫進(jìn)行線性回歸來(lái)分析判斷其溫度敏感性。然而，這種線性回歸分析過(guò)程中既包含了增溫信息，也包含了降溫的信息，即長(zhǎng)序列的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包含了溫度的年際波動(dòng)和變化，更重要的物候?qū)囟茸兓捻憫?yīng)是非線性的。針對(duì)上述存在的科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所汪詩(shī)平研究員及其課題組通過(guò)山體垂直帶“雙向”移栽試驗(yàn)，探討了增溫和降溫對(duì)高寒草甸主要植物初花期的影響是否是對(duì)稱的，即開花物候?qū)囟鹊淖兓欠袷蔷�性的科學(xué)問(wèn)題。該研究成果于6月19日被Ecology在線發(fā)表。
該研究發(fā)現(xiàn)：第一，盡管氣溫和土壤溫度均隨著海拔升高而線性降低，但在海拔自然梯度上6種主要植物中（其中2種早花植物、4種中花植物），只有早花植物的初花期隨海拔升高而顯著推遲，因?yàn)榈秃０沃参锍趸ㄆ谒枰姆e溫顯著高于高海拔（圖1）。第二，對(duì)于“雙向”移栽的植物而言，雖然增溫和降溫對(duì)這些植物初花期的影響是相反的（即增溫提前了開花，降溫推遲了開花）（圖2），但早花植物對(duì)降溫更敏感（即每增溫1℃提前開花2.1天，而每降溫1℃推遲開花8.4天）；相反，中花植物對(duì)增溫更敏感（即每增溫1℃提前開花8.0天，而每降溫1℃ 推遲開花4.9天）（圖3和4）。如果將增溫和降溫?cái)?shù)據(jù)放在一起進(jìn)行回歸分析（傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法），則發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)的控制增溫?cái)?shù)據(jù)相比，前者低估了早花植物開花敏感性3.1天/℃，而高估了中花植物的開花敏感性1.7天/℃（圖5）。因此該研究結(jié)果表明，在預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化背景下植物物候變化時(shí)，要考慮不同的植物生活史特性及其對(duì)氣候變化的適應(yīng)性以及對(duì)氣候變化響應(yīng)的非線性。該研究結(jié)果還表明長(zhǎng)時(shí)間物候監(jiān)測(cè)與短期增溫試驗(yàn)結(jié)果的差異部分原因是沒(méi)有考慮物候?qū)囟茸兓姆蔷�性變化的結(jié)果。
論文信息：S.P. Wang, F.D. Meng, J.C. Duan, Y.F. Wang, X.Y. Cui, S.L. Piao, H.S. Niu, G.P. Xu, C.Y. Luo, Z.H. Zhang, X.X. Zhu, M.G. Shen, Y.N. Li, M.Y Du, Y.H. Tang, X.Q. Zhao, P. Ciais, B. Kimball, J. Peñuelas, I. A. Janssens, S.J. Cui, L. Zhao, F.W. Zhang. 2014. Asymmetric sensitivity of first flowering date to warming and cooling in alpine plants. Ecology，doi: 10.1890/13-2235.1。
圖1 早花植物（ESF）和中花植物（MSF）初花期隨海拔高度變化的趨勢(shì)（A），以及初花期所需要的積溫變化（B）。
圖2 不同植物初花期對(duì)增溫（紅色）和降溫（黑色）的反應(yīng)。數(shù)字表示從高海拔向低海拔或從低海拔向高海拔移栽（4個(gè)海拔高度包括3200、3400、3600和3800m）。Kh：矮嵩草；Cs：粗緣苔草；Pa：鵝絨委陵菜；Pn：雪白委陵菜；Pp：草地早熟禾；Sa：異針茅。
圖3 早花植物（ESF）和中花植物（MSF）初花期的溫度敏感性（A）及其所需要的積溫隨海拔的變化（B）。紅色為增溫，藍(lán)色為降溫。
圖4 不同植物初花期對(duì)增溫和降溫的溫度敏感性。紅線為增溫；藍(lán)線為降溫；黑線為兩者放在一起的共同效應(yīng)�；貧w方程的斜率表示初花期變化的溫度敏感性。Kh：矮嵩草；Cs：粗緣苔草；Pa：鵝絨委陵菜；Pn：雪白委陵菜；Pp：草地早熟禾；Sa：異針茅。
圖5 利用單獨(dú)增溫與利用增溫和降溫?cái)?shù)據(jù)分別進(jìn)行分析下早花植物（ESF）和中花植物（MSF）初花期溫度敏感性（A）以及每增加1℃所需要的積溫初花期變化的天數(shù)（B）。紅色為單獨(dú)增溫?cái)?shù)據(jù)；藍(lán)色為增溫和降溫?cái)?shù)據(jù)整合在一起。
