氣候變暖背景下，林線生長季凍害事件出現增加的原因
據預測，在全球尺度上極端低溫可能會隨著未來氣候變暖而減少。然而，升溫對高海拔地區凍害事件出現概率的影響更加復雜，且存在一定不確定性。氣候變暖背景下，高海拔地區的生長季凍害事件會否出現增加或減少趨勢，目前關于相關成因機制研究仍較匱乏。夜間低溫和日間強太陽輻射聯合導致的低溫光抑制效應，生長季早期凍害事件的增加可能會限制林線以上的幼苗生長，導致氣候變暖背景下的林線上升可能會減緩。因此，研究氣候變暖背景下，高山林線生長季早期凍害事件的變化趨勢及其成因將有助于理解全球林線動態變化機制。
“西風-季風協同作用及其影響”任務“西風-季風協同作用及其環境效應”專題中科院青藏高原研究所生態系統格局與過程團隊羅天祥研究員等基于藏東南色季拉山兩典型樹種（急尖長苞冷杉和方枝柏）林線的11年微氣象觀測數據（2006-2016），系統分析了生長季早期凍害事件特征與年平均氣溫、生長季開始時間及太陽輻射的關系。本研究將日最低土壤溫度（-5 cm）2 °C作為定義生長季開始和結束的閾值，將生長季早期定義為從生長季開始至6月底。研究結果表明：1. 生長季早期凍害事件在陽坡及較溫暖的年份更加頻繁強烈，且有隨年平均氣溫升高而增加的趨勢（圖1）；2. 隨生長季提前及太陽輻射增強，生長季早期凍害事件增加（圖2和圖3）。在季風氣候影響下，太陽輻射的最大值通常出現在晴朗干燥的生長季早期（4-5月，季風來臨之前）。
生長季提前和輻射冷卻效應增強（日間太陽輻射越強、溫度越高，夜間出現低溫凍害事件的可能性越高）是導致高海拔地區生長季早期凍害事件增加的主要原因。本研究揭示了氣候變暖下高海拔地區生長季早期凍害事件增加的物理機制，闡明了輻射冷卻效應在高海拔地區春季凍害事件中的普遍作用，指出未來氣候變暖下生長季早期凍害事件可能會增加。由于生長季早期凍害事件增加可能嚴重阻礙林線以上的幼苗生長，氣候變暖背景下，高山林線的上升可能會出現減緩甚至停止。
本研究得到第二次青藏高原綜合科學考察研究專項等項目的資助。研究成果以“Causes for the increase of early-season freezing events under a warmer climate at alpine Treelines in southeast Tibet”為題在線發表于Agricultural and Forest Meteorology（羅天祥研究員為通訊作者，特別研究助理沈維為第一作者）。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192322000569
圖1 生長季早期凍害事件的頻率、強度和持續時間在陽坡及較溫暖的年份更高（a-d），且隨年平均氣溫升高而增加（e-g）
圖2 生長季早期凍害事件的頻率、強度和持續時間隨生長季提前而增加
圖3 生長季早期凍害事件頻率、強度和持續時間隨生長季早期太陽輻射增強而增加