地球的季节不同步，科学家从太空发现

季节的年度时钟——冬天、春天、夏天、秋天——通常被认为是既定的。

但我们的新研究自然界，使用一种从卫星观察季节性生长周期的新方法表明，这个概念太简单了。

我们以前所未有的方式描绘了地球陆地生态系统的季节性周期。这揭示了世界各地季节性异步的“热点”——在这些地区，附近地点之间季节性周期的时间可能不同步。

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然后，我们表明这些时间差异可能会产生令人惊讶的生态、进化甚至经济后果。

从太空观看季节

季节决定了生活的节奏。包括人类在内的生物会调整其年度活动的时间，以开发全年波动的资源和条件。

对这种时间的研究，被称为“物候学”，是人类对自然观察的一种古老形式.但今天，我们也可以从太空观察物候。

凭借长达数十年的卫星图像档案，我们可以使用计算来更好地了解植物生长的季节性周期。但是，执行此作的方法通常基于假设简单的季节周期和不同的生长季节。

这在欧洲大部分地区、北美和其他冬季严寒的高纬度地区效果很好。然而，这种方法在热带地区和干旱地区可能会遇到困难。在这里，基于卫星的植物生长估计全年可能会略有变化，没有明确的生长季节。

令人惊讶的模式

通过对 20 年的卫星图像进行新的分析，我们绘制了一张更好的全球植物生长周期时间图。除了预期的模式，例如高纬度和高海拔地区的春季延迟，我们还看到了更多令人惊讶的模式。

地球上的五个地中海气候区发生了一个令人惊讶的模式，那里的冬季温和潮湿，夏季炎热干燥。其中包括加利福尼亚、智利、南非、澳大利亚南部和地中海本身。

这些地区都具有“双高峰”的季节性模式，之前在加利福尼亚州记录过，因为森林生长周期往往比其他生态系统晚大约两个月达到顶峰。它们还显示出植物生长时间与邻近旱地的明显差异，那里的夏季降水更为常见。

发现热点

这种复杂的季节性活动模式组合解释了我们工作的一个主要发现：地中海气候及其邻近的旱地是不同步的季节性活动的热点。换句话说，这些地区附近地方的季节周期可能具有截然不同的时间。

例如，考虑显着差异在亚利桑那州凤凰城（冬季和夏季降雨量相似）和仅 160 公里外的图森（大部分降雨来自夏季季风）之间。

其他全球热点主要出现在热带山区。我们在那里观察到的不同步季节的复杂模式可能与山脉影响气流的复杂方式，决定了季节性降雨和云的当地模式。

这些现象仍然知之甚少，但可能是这些物种分布的基础生物多样性独特的地区.

季节性和生物多样性

确定季节性模式不同步的全球区域是我们工作的最初动机。我们发现它们与地球上的许多重叠生物多样性热点– 拥有大量动植物物种的地方 – 可能并非巧合。

在这些地区，由于附近地方之间植物生长的季节性周期可能不同步，因此资源的季节性可用性也可能不同步。这将影响许多物种的季节性繁殖周期，其生态和进化后果可能是深远的。

其中一个后果是，生殖周期不同步的种群杂交的可能性较小。因此，这些人群预计会在遗传上分化，甚至可能最终分裂成不同的物种。

如果这种情况在任何给定时间发生在哪怕是一小部分物种身上，那么随着时间的推移，这些地区将产生大量的生物多样性。

回到地球

我们还不知道这是否真的发生过。但我们的工作迈出了找出答案的第一步。

我们表明，对于广泛的植物和动物物种，我们基于卫星的地图预测了植物开花时间和附近种群之间遗传相关性的明显地面差异。

我们的地图甚至可以预测复杂的地理环境咖啡哥伦比亚的收获。在这里，隔着一天车程翻山越岭的咖啡农场的繁殖周期可能会不同步，就好像它们相隔一个半球一样。

了解空间和时间的季节性模式不仅对进化生物学很重要。这也是了解生态学的基础动物运动，的后果气候变化为物种和生态，甚至农业和其他形式的人类活动的地理。

想了解更多吗？您可以通过以下方式更详细地探索我们的结果这张交互式在线地图，我们还在下面包括。

德鲁·寺崎·哈特生态学家CSIRO的

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