Greutatea de trei ori mai mare a zilei decât a temperaturii nocturne pe fenologia care se desfășoară în frunze
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Institutul Sino-Francez pentru Știința Sistemului Pământului, Colegiul de Științe Urbane și de Mediu, Universitatea Peking, Beijing, 100871 China
Autor pentru corespondență:
Yongshuo H. Fu
Tel: +32 3 265 2254
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Ecoclimatologie, Universitatea Tehnică din München, 85354 Freising, Germania
Institutul de Studii Avansate, Universitatea Tehnică din München, Lichtenbergstraße 2a, 85748 Garching, Germania
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Laboratorul de Științe ale Climei și Mediului, CEA CNRS UVSQ, Gif - sur - Yvette, Franța
CREAF, Cerdanyola del Vallès, Barcelona, 08193 Catalonia, Spania
CSIC, Global Ecology Unit CREAF ‐CSIC - UAB, Cerdanyola del Vallès, Barcelona, 11 08193 Catalonia, Spania
Institutul Sino-Francez pentru Știința Sistemului Pământului, Colegiul de Științe Urbane și de Mediu, Universitatea din Beijing, Beijing, 100871 China
Laborator cheie de ecologie și biodiversitate alpină, Institutul de Cercetare a Platoului Tibetan, Academia Chineză de Științe, Beijing, 100085 China
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Institutul Sino-Francez pentru Știința Sistemului Pământului, Colegiul de Științe Urbane și de Mediu, Universitatea Peking, Beijing, 100871 China
Autor pentru corespondență:
Yongshuo H. Fu
Tel: +32 3 265 2254
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Ecoclimatologie, Universitatea Tehnică din München, 85354 Freising, Germania
Institutul de Studii Avansate, Universitatea Tehnică din München, Lichtenbergstraße 2a, 85748 Garching, Germania
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
Laboratorul de Științe ale Climei și Mediului, CEA CNRS UVSQ, Gif - sur - Yvette, Franța
CREAF, Cerdanyola del Vallès, Barcelona, 08193 Catalonia, Spania
CSIC, Global Ecology Unit CREAF ‐CSIC - UAB, Cerdanyola del Vallès, Barcelona, 11 08193 Catalonia, Spania
Institutul Sino-Francez pentru Știința Sistemului Pământului, Colegiul de Științe Urbane și de Mediu, Universitatea Peking, Beijing, 100871 China
Laborator cheie de ecologie și biodiversitate alpină, Institutul de Cercetare a Platoului Tibetan, Academia Chineză de Științe, Beijing, 100085 China
Centrul de Excelență GCE (Global Change Ecology), Departamentul de Biologie, Universitatea din Anvers, Universiteitsplein 1, B - 2610 Wilrijk, Belgia
rezumat
Introducere
Fenologia plantelor este extrem de sensibilă la schimbările climatice (Menzel și colab., 2006; Schwartz și colab., 2006; Jeong și colab., 2011; Fu și colab., 2014b). Schimbările fenologice provocate de încălzire pot afecta structura și funcționarea ecosistemului prin extinderea perioadei de vegetație (Cleland și colab., 2007; Piao și colab., 2008), schimbarea compoziției speciilor (Chuine, 2010) sau modificarea interacțiunii dintre plante și animale (Hunter, 1992; Memmott și colab., 2007) și chiar între plante și climă (Peñuelas și colab., 2009). Cu toate acestea, mecanismele fiziologice care stau la baza rămân neclare (Hänninen & Kramer, 2007; Chuine și colab., 2013; Fu și colab., 2013). Este necesară o mai bună înțelegere a proceselor fenologice ale plantelor pentru a prezice răspunsul plantelor la viitoarele schimbări climatice (Richardson și colab., 2013; Fu și colab., 2015b).
Fenologia primăverii, în special a speciilor de arbori forestieri, afectează echilibrul global al carbonului și apei și feedback-urile climatice (Pan și colab., 2011; Richardson și colab., 2013). Pentru a explora diferitele efecte ale temperaturilor diurne și nocturne asupra fenologiei primăverii, experimentele bine concepute oferă o înțelegere sporită a procesului (De Boeck și colab., 2015). Acest lucru, la rândul său, ar putea fi utilizat pentru a îmbunătăți modelele de fenologie, conducând la proiecții mai exacte ale răspunsurilor ecosistemice, în special pe fondul schimbărilor climatice în curs. Într-adevăr, temperatura minimă globală a crescut de aproximativ două ori mai repede decât temperatura maximă începând cu 1950 (IPCC, 2014), făcându-l și mai pertinent să se facă diferența între schimbările de temperatură din timpul zilei și cele nocturne. Au fost efectuate doar câteva experimente de încălzire nocturne, concentrându-se pe culturi și pe pajiști (Dhakhwa și Campbell, 1998; Peng și colab., 2004; Xia & Wan, 2012), dar (după cunoștințele noastre) efectele încălzirii diurne și nocturne asupra fenologiei arborelui de desfășurare a frunzelor nu au fost investigate experimental.
Prin urmare, am proiectat un nou experiment manipulativ pentru a dezvălui efectele potențiale diferențiale ale încălzirii diurne și nocturne asupra fenologiei frunzelor. Am folosit puieți din trei specii de foioase temperate: mesteacăn (Betula pendula), stejarQuercus robur) și fag (Fagus sylvatica), care sunt specii comune în Europa și caracterizate prin cerințe de căldură diferite. Obiectivele acestui studiu au fost determinarea și cuantificarea diferitelor efecte ale încălzirii diurne și nocturne asupra desfășurării frunzelor la aceste trei specii de arbori temperate.
Materiale și metode
Proiectare experimentală și măsurători fenologice
Trăsături fenologice au fost observate pe mugurul terminal al fiecărui puieț. Desfășurarea frunzelor a fost definită ca data la care întreaga lamă a frunzei și tulpina erau vizibile (Fig. S1), urmând instrucțiunile din Fu și colab. (2013). Monitorizarea a început la 1 februarie și a fost repetată la fiecare 2 zile.