冠层物候调控生态系统碳、水和能量交换过程，同时也是气候变化的“诊断指纹”。表征冠层物候的参数可以归纳为“结构（绿度）物候”和“功能物候”两大类。基于多种植被指数的“结构物候”难以准确反映植被光合和蒸腾等生理过程，基于生产力（如GPP、NEE）的“功能物候”仅考虑了生态系统碳固定过程，生态系统的“水”和“碳”过程在物候动态上是否一致尚不清楚。将水文过程纳入植被物候方法体系，有助于深入理解碳水循环过程的相互作用及其对气候变化的响应。

张玉翠研究团队基于ChinaFLUX数据集和站点自有数据，整合了温带地区共75个站点年的通量观测数据，包括长白山阔叶红松林、帽儿山落叶阔叶林、多伦典型草原、当雄高寒草甸和海北高寒灌丛5个天然生态系统，栾城冬小麦-夏玉米农田和赵县梨园2个人工管理的农业生态系统。利用蒸散比和波文比倒数表征生态系统水文过程，基于其季节变化曲线估计了生长季开始、峰值和结束时间以及生长季长度4个物候参数，检验了这些参数与基于总初级生产力的光合物候参数时空变化的一致性。结果表明，水文物候参数与光合物候参数在空间上吻合较好，表明蒸散比和波文比倒数可以作为指示光合物候空间变异的有效指标。但水文物候的年际变化明显比光合物候更剧烈，表明水文过程比光合作用对气候变化更为敏感。该研究将表征“功能物候”的参数从碳通量拓展到水和能量通量，提出了“水文物候”，丰富了“物候”的内涵。

研究结果以“Novel metrics for assessing vegetation phenology from hydrological processes: Comparison with photosynthetic phenology”为题，于2024年9月30日在线发表于Agricultural and Forest Meteorology。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心特别研究助理刘帆为第一作者，张玉翠研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（42201052, 41930865, 42171023）、河北省创新群体项目（D2021503001）、河北省重点研发计划项目（21327004D）和河北省自然科学基金（C2022503011）的资助。（供稿人：刘帆）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2024.108921

图1  水文物候参数与光合物候参数的主轴回归分析。SOS：生长季开始。10%、25%和50%为定义物候参数的阈值。误差线为每个植被类型多年物候期的1.96倍标准误。