Тричі більша вага денної, ніж нічної температури на розгортається листі фенології в

Центр передового досвіду GCE (Екологія глобальних змін), Департамент біології, Університет Антверпена, Університетський пляж 1, B ‐ 2610 Wilrijk, Бельгія

Китайсько-французький інститут системних наук про Землю, Коледж міських та екологічних наук, Пекінський університет, Пекін, 100871 Китай

Автор для листування:

Йоншуо Х. Фу

Тел .: +32 3265 2254

Центр передового досвіду GCE (Екологія глобальних змін), Біологічний факультет, Антверпенський університет, Університетський пляж 1, B ‐ 2610 Wilrijk, Бельгія

Екокліматологія, Technische Universität München, 85354 Freising, Німеччина

Інститут удосконалення, Technische Universität München, Lichtenbergstraße 2a, 85748 Гархінг, Німеччина

Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, CEA CNRS UVSQ, Гіф-сюр-Івет, Франція

CREAF, Cerdanyola del Vallès, Барселона, 08193 Каталонія, Іспанія

CSIC, Глобальний екологічний підрозділ CREAF ‐CSIC ‐ UAB, Cerdanyola del Vallès, Барселона, 11 08193 Каталонія, Іспанія

Ключова лабораторія альпійської екології та біорізноманіття, Інститут досліджень Тибетських плато, Китайська академія наук, Пекін, 100085 Китай

Китайсько-Французький інститут системних наук про Землю, Коледж міських та екологічних наук, Пекінський університет, Пекін, 100871 Китай

Автор для листування:

Йоншуо Х. Фу

Тел .: +32 3265 2254

Екокліматологія, Technische Universität München, 85354 Freising, Німеччина

Інститут удосконалення, Technische Universität München, Lichtenbergstraße 2a, 85748 Гархінг, Німеччина

Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, CEA CNRS UVSQ, Гіф-сюр-Івет, Франція

CREAF, Cerdanyola del Vallès, Барселона, 08193 Каталонія, Іспанія

CSIC, Глобальний екологічний підрозділ CREAF ‐CSIC ‐ UAB, Cerdanyola del Vallès, Барселона, 11 08193 Каталонія, Іспанія

Резюме

Вступ

Фенологія рослин дуже чутлива до кліматичних змін (Менцель та ін., 2006; Шварц та ін., 2006; Чон та ін., 2011 р .; Фу та ін., 2014б). Індуковані потеплінням фенологічні зміни можуть вплинути на екосистемну структуру та функціонування, подовжуючи тривалість вегетаційного періоду (Кліленд та ін., 2007; Піао та ін., 2008), зміна видового складу (Chuine, 2010) або зміна взаємодії між рослинами і тваринами (Hunter, 1992; Memmott та ін., 2007), і навіть між рослинами та кліматом (Peñuelas та ін., 2009). Проте основні фізіологічні механізми залишаються незрозумілими (Hänninen & Kramer, 2007; Chuine та ін., 2013; Фу та ін., 2013). Для прогнозування реакції рослин на майбутні зміни клімату потрібно краще розуміння фенологічних процесів рослин (Річардсон та ін., 2013; Фу та ін., 2015б).

Весняна фенологія, особливо лісових порід дерев, впливає на глобальний баланс вуглецю та води та кліматичні відгуки (Пан та ін., 2011 р .; Річардсон та ін., 2013). Щоб дослідити різні наслідки денних та нічних температур на весняну фенологію, добре розроблені експерименти забезпечують глибше розуміння процесу (De Boeck та ін., 2015). Це, в свою чергу, може бути використано для вдосконалення фенологічних моделей, що призведе до більш точних прогнозів реакцій екосистем, особливо на тлі постійних кліматичних змін. Дійсно, глобальна мінімальна температура зросла приблизно вдвічі швидше, ніж максимальна температура з 1950 року (IPCC, 2014), що робить ще більш доцільним розрізнення денних та нічних температурних змін. Проведено лише кілька нічних експериментів зі потеплінням, зосереджених на посівах та пасовищах (Dhakhwa & Campbell, 1998; Peng та ін., 2004; Xia & Wan, 2012), але (наскільки нам відомо) наслідки денного та нічного потепління на фенологію дерева, що розгортається, експериментально не досліджені.

Тому ми розробили новий маніпулятивний експеримент, щоб розкрити потенційні диференціальні ефекти денного та нічного потепління на фенологію листя. Ми використовували саджанці трьох видів помірних листяних дерев: берези (Betula pendula), дуб (Quercus robur) та бук (Fagus sylvatica), які є поширеними видами в Європі та характеризуються різними вимогами до тепла. Завданнями цього дослідження було визначити та кількісно оцінити різні наслідки денного та нічного потепління на розгортання листя у цих трьох помірних деревних порід.

Матеріали і методи

Експериментальне проектування та фенологічні вимірювання

Фенологічні ознаки спостерігалися на кінцевій бруньці кожного саджанця. Розгортання листя визначали як дату, коли була видна вся пластинка листя і стебло (рис. S1), дотримуючись вказівок у Фу та ін. (2013). Моніторинг розпочався 1 лютого і повторювався кожні 2 дні.