地球的季節不同步，科學家從太空發現

季節的年度時鐘——冬天、春天、夏天、秋天——通常被認為是既定的。

但我們的新研究自然界，使用一種從衛星觀察季節性生長周期的新方法表明，這個概念太簡單了。

我們以前所未有的方式描繪了地球陸地生態系統的季節性周期。這揭示了世界各地季節性異步的“熱點”——在這些地區，附近地點之間季節性周期的時間可能不同步。

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然后，我們表明這些時間差異可能會產生令人驚訝的生態、進化甚至經濟后果。

從太空觀看季節

季節決定了生活的節奏。包括人類在內的生物會調整其年度活動的時間，以開發全年波動的資源和條件。

對這種時間的研究，被稱為“物候學”，是人類對自然觀察的一種古老形式.但今天，我們也可以從太空觀察物候。

憑借長達數十年的衛星圖像檔案，我們可以使用計算來更好地了解植物生長的季節性周期。但是，執行此作的方法通常基于假設簡單的季節周期和不同的生長季節。

這在歐洲大部分地區、北美和其他冬季嚴寒的高緯度地區效果很好。然而，這種方法在熱帶地區和干旱地區可能會遇到困難。在這里，基于衛星的植物生長估計全年可能會略有變化，沒有明確的生長季節。

令人驚訝的模式

通過對 20 年的衛星圖像進行新的分析，我們繪制了一張更好的全球植物生長周期時間圖。除了預期的模式，例如高緯度和高海拔地區的春季延遲，我們還看到了更多令人驚訝的模式。

地球上的五個地中海氣候區發生了一個令人驚訝的模式，那里的冬季溫和潮濕，夏季炎熱干燥。其中包括加利福尼亞、智利、南非、澳大利亞南部和地中海本身。

這些地區都具有“雙高峰”的季節性模式，之前在加利福尼亞州記錄過，因為森林生長周期往往比其他生態系統晚大約兩個月達到頂峰。它們還顯示出植物生長時間與鄰近旱地的明顯差異，那里的夏季降水更為常見。

發現熱點

這種復雜的季節性活動模式組合解釋了我們工作的一個主要發現：地中海氣候及其鄰近的旱地是不同步的季節性活動的熱點。換句話說，這些地區附近地方的季節周期可能具有截然不同的時間。

例如，考慮顯著差異在亞利桑那州鳳凰城（冬季和夏季降雨量相似）和僅 160 公里外的圖森（大部分降雨來自夏季季風）之間。

其他全球熱點主要出現在熱帶山區。我們在那里觀察到的不同步季節的復雜模式可能與山脈影響氣流的復雜方式，決定了季節性降雨和云的當地模式。

這些現象仍然知之甚少，但可能是這些物種分布的基礎生物多樣性獨特的地區.

季節性和生物多樣性

確定季節性模式不同步的全球區域是我們工作的最初動機。我們發現它們與地球上的許多重疊生物多樣性熱點– 擁有大量動植物物種的地方 – 可能并非巧合。

在這些地區，由于附近地方之間植物生長的季節性周期可能不同步，因此資源的季節性可用性也可能不同步。這將影響許多物種的季節性繁殖周期，其生態和進化后果可能是深遠的。

其中一個后果是，生殖周期不同步的種群雜交的可能性較小。因此，這些人群預計會在遺傳上分化，甚至可能最終分裂成不同的物種。

如果這種情況在任何給定時間發生在哪怕是一小部分物種身上，那么隨著時間的推移，這些地區將產生大量的生物多樣性。

回到地球

我們還不知道這是否真的發生過。但我們的工作邁出了找出答案的第一步。

我們表明，對于廣泛的植物和動物物種，我們基于衛星的地圖預測了植物開花時間和附近種群之間遺傳相關性的明顯地面差異。

我們的地圖甚至可以預測復雜的地理環境咖啡哥倫比亞的收獲。在這里，隔著一天車程翻山越嶺的咖啡農場的繁殖周期可能會不同步，就好像它們相隔一個半球一樣。

了解空間和時間的季節性模式不僅對進化生物學很重要。這也是了解生態學的基礎動物運動，的后果氣候變化為物種和生態，甚至農業和其他形式的人類活動的地理。

想了解更多嗎？您可以通過以下方式更詳細地探索我們的結果這張交互式在線地圖，我們還在下面包括。

德魯·寺崎·哈特生態學家CSIRO的

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