植被物候是陆地生产力的重要决定因素，已有研究表明气候变暖显著延长了植被生长季碳吸收时间、改变了碳吸收速率，进而调控了近几十年北半球植被总初级生产力。然而，其中碳吸收时间和速率变化的相对贡献及潜在调控机制尚不明确，限制了对气候变化下植被生长动态的理解和预测。

图1 北半球植被总初级生产力变化特征及驱动机制图

针对上述问题，北师大水科学研究院付永硕团队构建了经验方程并结合广义线性混合模型等方法，分解并量化了逐日尺度上碳吸收时间和速率对植被总初级生产力变化趋势的贡献及潜在驱动机制。研究揭示了近几十年北半球植被碳吸收时间和速率呈增加的趋势并加强了生态系统总初级生产力，明确了植被的碳吸收速率而非时间主导了北半球总初级生产力的变化趋势，阐明了大气二氧化碳浓度和温度的升高驱动了碳吸收速率的变化。此外，尽管碳吸收速率在生长季前期和后期变化趋势相似，但碳吸收时间在这两个时期存在不一致的变化趋势，导致植被总初级生产力在生长季后期增加更多，表明北半球植被总初级生产力在生长季前期和后期存在异步的变化特征（图1）。

图2 生长季前期生产力驱动北半球植被生长高峰期的变化

以上发现不仅阐释了植被生理对北半球总初级生产力变化的主导作用，表明探究植被物候对总初级生产力的影响时应考虑同时变化的生理效应；同时，刻画了气候变化下植被生长轨迹的变化特征，暗示着未来气候变暖背景下植被生长高峰期将持续提前（图2），进而加剧植被生长季前期和后期碳吸收时间及总碳吸收的异步变化特征。该研究为深入理解气候变化背景下植被生长动态和生态系统功能的变化提供了科学参考和理论支撑。

以上研究相关成果分别以“Increased early-season productivity drives earlier peak of vegetation photosynthesis across the Northern Hemisphere”“Diminished contribution of spring phenology to early-season carbon uptake in a changing climate”和“Enhanced vegetation productivity driven primarily by rate not duration of carbon uptake”为题，于2025年2月27日、3月18日和4月10日在线发表于《Communications Earth & Environment》和《Nature Climate Change》杂志。北京师范大学已出站博士后刘尊驰（现北京林业大学水土保持学院副教授）为以上论文的第一作者，北京师范大学付永硕教授为唯一通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划和北师大优秀青年创新团队项目支持。

论文链接： https://www.nature.com/articles/s43247-025-02104-8、https://www.nature.com/articles/s43247-025-02201-8、https://www.nature.com/articles/s41558-025-02311-3。