Wood formation consumes around 15% of the anthropogenic CO₂ emissions per year and plays a critical role in long-term sequestration of carbon on Earth. However, the exogenous factors driving wood formation onset and the underlying cellular mechanisms are still poorly understood and quantified, and this hampers an effective assessment of terrestrial forest productivity and carbon budget under global warming. Here, we used an extensive collection of unique datasets of weekly xylem tissue formation (wood formation) from 21 coniferous species across the Northern Hemisphere (latitudes 23 to 67°N) to present a quantitative demonstration that the onset of wood formation in Northern Hemisphere conifers is primarily driven by photoperiod and mean annual temperature (MAT), and only secondarily by spring forcing, winter chilling, and moisture availability. Photoperiod interacts with MAT and plays the dominant role in regulating the onset of secondary meristem growth, contrary to its as-yet-unquantified role in affecting the springtime phenology of primary meristems. The unique relationships between exogenous factors and wood formation could help to predict how forest ecosystems respond and adapt to climate warming and could provide a better understanding of the feedback occurring between vegetation and climate that is mediated by phenology. Our study quantifies the role of major environmental drivers for incorporation into state-of-the-art Earth system models (ESMs), thereby providing an improved assessment of long-term and high-resolution observations of biogeochemical cycles across terrestrial biomes.

木材形成消耗约15％的人为CO ₂每年的二氧化碳排放量，并在长期固存地球上的碳中起关键作用。然而，驱动木材形成的外在因素和潜在的细胞机制仍然知之甚少，并且难以量化，这阻碍了全球变暖下对陆生森林生产力和碳收支的有效评估。在这里，我们使用了来自北半球（纬度23至67°N）的21个针叶树种的每周木质部组织形成（木材形成）的独特数据集，以定量地证明北半球针叶树的木材形成开始主要受光周期和年平均温度（MAT）的驱动，其次仅受春季强迫，冬季寒冷和水分供应的影响。光周期与MAT相互作用，并在调节次生分生组织生长的发作中起主要作用，与迄今尚未量化的影响主生分生组织的春季物候相反。外生因素与木材形成之间的独特关系可以帮助预测森林生态系统如何响应并适应气候变暖，并可以更好地理解由物候学介导的植被与气候之间的反馈。我们的研究量化了主要环境驱动因素在纳入最新的地球系统模型（ESM）中的作用，从而提供了对跨陆地生物群落的生物地球化学循环的长期和高分辨率观测的改进评估。与其迄今尚未量化的影响原始分生组织春季物候的作用相反。外生因素与木材形成之间的独特关系可以帮助预测森林生态系统如何响应并适应气候变暖，并可以更好地理解由物候学介导的植被与气候之间的反馈。我们的研究量化了主要环境驱动因素在纳入最新的地球系统模型（ESM）中的作用，从而提供了对跨陆地生物群落的生物地球化学循环的长期和高分辨率观测的改进评估。与其迄今尚未量化的影响原始分生组织春季物候的作用相反。外生因素与木材形成之间的独特关系可以帮助预测森林生态系统如何响应并适应气候变暖，并可以更好地理解由物候学介导的植被与气候之间的反馈。我们的研究量化了主要环境驱动因素在纳入最新的地球系统模型（ESM）中的作用，从而提供了对跨陆地生物群落的生物地球化学循环的长期和高分辨率观测的改进评估。外生因素与木材形成之间的独特关系可以帮助预测森林生态系统如何响应并适应气候变暖，并可以更好地理解由物候学介导的植被与气候之间的反馈。我们的研究量化了主要环境驱动因素在纳入最新的地球系统模型（ESM）中的作用，从而提供了对跨陆地生物群落的生物地球化学循环的长期和高分辨率观测的改进评估。外生因素与木材形成之间的独特关系可以帮助预测森林生态系统如何响应并适应气候变暖，并可以更好地理解由物候学介导的植被与气候之间的反馈。我们的研究量化了主要环境驱动因素在纳入最新的地球系统模型（ESM）中的作用，从而提供了对跨陆地生物群落的生物地球化学循环的长期和高分辨率观测的改进评估。