季节的变换，远比想象的复杂

人们常常觉得一年四季——冬、春、夏、秋——是理所当然的。四季设定了生命的节奏。包括人类在内的生物，都会调节年度的活动时间，以适应全年不断变化的资源与环境条件。

然而，在一项新发表于《自然》杂志的研究中，一个研究团队利用全新的卫星观测法追踪季节性生长周期，发现这种看法过于简单化了。

在这项研究中，研究人员首次对地球陆地生态系统的季节周期进行了细致而全面的描绘，揭示了全球范围内存在季节性不同步的“热点”——在这些地区，相邻地点的季节节律可以表现出不一致。进一步的分析显示，这些时间上的差异会带来意想不到的生态、进化，甚至经济层面的影响。

从太空观察季节

不同的植物群落在一年中的生长节律上存在显著差异。这样的差异并不是偶然的，而是植物在进化过程中将自身的生命周期适应于不同陆地环境所共同塑造的结果。换句话说，植物的开花、结果、落叶等时间安排，因环境的不同（气候、土壤、水分等）而表现出巨大的多样性。

这种由植物年度生长节律差异所形成的时空格局，被称为地表物候学（Land Surface Phenology）。这是一门自古以来就有人类观察记录的学问，它能传递丰富的生态生理学信息，不仅揭示了生物气候与植物功能之间的关系，还展示了人类土地利用对这一关系所造成的改变。

为了理解植物的生长节律，传统的方法通常假设植物的生长季周期是单一、清晰的。这样的方法虽在冬季严寒的高纬度地区（如欧洲、北美）适用，但在热带或干旱地区则难以奏效——因为在那些地方，植物的生长往往会在一年中都存在持续而微妙的变化，没有明确的“生长季”。

现在，卫星让科学家得以从太空角度监测物候。在新的研究中，研究人员通过分析20年的卫星数据，绘制出了更精准的全球植物生长节律地图。

令人惊讶的模式

这次，研究人员除了发现符合预期的规律（如高纬度和高海拔地区的春季推迟）之外，还发现了意想不到的模式。

例如，其中一个令人惊讶的模式是，在加州、智利、南非、南澳大利亚和地中海沿岸这五大全球地中海气候（冬天温和潮湿，夏天炎热干燥）区，森林生长通常呈现“双峰”模式，而且比其他生态系统的峰值晚约两个月。同时，这些地区与邻近旱地（夏季降水更常见）在植物生长时间上存在显著差异。

全球植物生长的平均季节节律。每个像素展示了植物在一年中从最低生长水平（棕褐色）到最高生长水平（深绿色）的变化。（图/Terasaki Hart et al. / Nature via The Conversation）

这种复杂的季节性组合，解释了这项研究的一个核心发现：地中海气候区及其邻近旱地，是季节节律差异最为显著的地区，即季节性不同步的“热点”地区。换言之，在这些地方，相距不远的地区，季节节律就可能截然不同。

季节节律不同步的热点：较亮的颜色代表季节性活动时间在短距离内存在显著差异的地区。（图/Terasaki Hart et al. / Nature）

研究人员还观察到，全球其他的热点多出现在热带山地。那些地区错综复杂的物候模式，可能与山脉影响气流、降雨和云层有关。这些现象尚未被完全理解，但可能正是这些地区物种高度多样化的关键原因。

季节性与生物多样性

确定全球哪些地区存在季节节律不同步，是这项研究的初衷。而研究人员发现，这些区域往往还与生物多样性热点高度重叠。他们认为——这可能不是巧合。

在这些地区，由于植物生长周期不同步，资源供应的季节性也会错位。这将深刻影响物种的季节性繁殖周期，进而产生深远的生态与进化后果。

其中一个后果是：繁殖时间不同步的种群较难杂交，因此它们可能会产生基因分化，甚至可能逐渐演变为不同的物种。如果这种情况哪怕只发生在少量物种身上，长期积累下来，也足以孕育出庞大的生物多样性。

不过，这样的过程是否真的在发生？研究人员尚不能给出确切的答案。但他们的工作已经为探索这个问题迈出了第一步。这项研究表明，基于卫星的地图能够预测大量物种在开花时间和基因分化上的地理差异。甚至在农业系统中也能看到相似的格局：在哥伦比亚，仅一山之隔、车程一天的咖啡农场，其收获季节的节律竟如同跨越了半个地球般不同步。

理解时空上的季节模式，不仅对进化生物学至关重要，也为我们认识动物迁徙、气候变化对物种和生态系统的影响，以及农业等人类活动的分布提供了关键线索。

#参考来源：

https://theconversation.com/see-earths-seasons-in-all-their-complexity-in-a-new-animated-map-262935

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09410-3

#图片来源：

封面图&首图：Terasaki Hart et al. / Nature