作為生物響應(yīng)氣候變化的重要證據(jù)之一，過去幾十年間植物和動(dòng)物的物候發(fā)生了顯著變化。有研究表明，營養(yǎng)級內(nèi)部和不同營養(yǎng)級之間的物候變化速度可能存在差異。這種差異可能會擾亂營養(yǎng)級之間的交互關(guān)系，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性。但以往的研究主要聚焦于區(qū)域尺度上單一物候期的變化，在全球尺度上，仍然缺乏植物和動(dòng)物全生命周期物候不同步變化的系統(tǒng)性證據(jù)。

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院樸世龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)與張堯研究員團(tuán)隊(duì)合作，通過收集整理文獻(xiàn)資料并匯總現(xiàn)有物候觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)，編制了一個(gè)全球動(dòng)植物地面物候觀測數(shù)據(jù)集，涵蓋451,956個(gè)植物物候時(shí)間序列和43,857個(gè)動(dòng)物物候時(shí)間序列，涉及1,629個(gè)植物物種/屬的248個(gè)物候事件，以及949個(gè)動(dòng)物物種/屬的432個(gè)物候事件。基于該數(shù)據(jù)集，研究團(tuán)隊(duì)估算了1980年以來植物和動(dòng)物全生命周期物候事件的變化趨勢，并進(jìn)一步揭示了植物和動(dòng)物物候響應(yīng)氣候變化的不同機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，植物的春季和夏季物候期主要表現(xiàn)為提前趨勢，相鄰物候期的間隔呈現(xiàn)縮短趨勢。近30%的春夏季物候期變化可以通過前一物候期的變化來解釋。植物物候變化的這種時(shí)間依賴性使升溫效應(yīng)在季節(jié)中積累并傳遞，導(dǎo)致較晚的物候期提前幅度大于較早的物候期。相比之下，動(dòng)物不同物候期的變化趨勢未表現(xiàn)出一致的時(shí)間依賴性。這種響應(yīng)機(jī)制的差異可能是導(dǎo)致1980年以來動(dòng)植物物候變化不同步性加劇的重要原因。

該成果突顯了物候事件之間的內(nèi)在聯(lián)系在動(dòng)植物應(yīng)對氣候變化中的重要作用，為探索不同營養(yǎng)級之間物候變化的不同步性及預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了新視角。該研究成果以“Phenological divergence between plants and animals under climate change”為題發(fā)表在《自然-生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》（Nature Ecology & Evolution）（https://doi.org/10.1038/s41559-024-02597-0）。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博士后郎偉光為論文第一作者，樸世龍?jiān)菏亢蛷垐蜓芯繂T為論文的共同通訊作者。該研究受到國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（41988101）資助。

圖1. 物候記錄的全球分布。a，植物物候站點(diǎn)分布；b，動(dòng)物物候站點(diǎn)分布；c，植物種類；d，植物物候類別；e，動(dòng)物類別（綱）；f，動(dòng)物物候類別。

圖2. 北半球植物和動(dòng)物之間物候不同步變化的示意圖。