植物遭受冻害将导致细胞脱水、光合能力降低,造成巨大的生态和经济损失.过去40年,气候增暖一方面降低了霜冻事件的发生频率和强度,另一方面使植物春季物候期提前,延长了植物叶和花暴露在严酷低温环境的时间.准确评估植物冻害变化需综合考虑气候增暖的双重效应.目前,国内尚未有研究对植物在中国不同气候分区的冻害进行系统分析.论文基于中国物候观测网的物候观测记录,计算了过去40年4种常见木本植物(榆树、刺槐、垂柳、白蜡)叶的春季冻害程度,揭示了冻害变化的时空格局,同时探究了春季最大冻害发生时间的变化及其与物候的关系.研究发现:①各物种展叶始期主要呈提前趋势,约60％的区域提前趋势显著(P＜0.05)且幅度超过1 d/a.②各物种在72.22％～83.03％的区域最大冻害发生时间提前,这与其更早的展叶始期密切相关.其中,各物种在温带地区最大冻害时间提前最多(8.3 d),其次为暖温带、亚热带、高原气候和寒温带地区.③榆树、刺槐和垂柳叶的春季冻害较大,最大冻害主要出现在50°N以北及青藏高原西侧部分地区.相比之下,白蜡由于展叶始期较晚且叶的抗冻性较强,其受到的冻害相对较小.榆树、刺槐和垂柳的年平均冻害程度显著增大(P＜0.05),而白蜡的冻害程度变化整体不明显.就不同气候分区而言,榆树和垂柳在温带地区冻害增加的比例最大,刺槐在高原气候区冻害增加的比例近10％,在寒温带、温带和暖温带区的冻害增加的比例均在3％～6％之间,白蜡仅在暖温带地区的冻害有所增加.研究结果可为准确评估植物冻害风险、制定具有区域差异的气候变化响应和适应策略提供参考.
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