黃土高原半干旱區(qū)物候變化特征及其對氣候變暖的響應*

雷 俊姚玉璧孫 潤郭繼平牛海洋

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黃土高原半干旱區(qū)物候變化特征及其對氣候變暖的響應*

雷 俊1，2，3，姚玉璧1，2，孫 潤2**，郭繼平2，牛海洋2

（1．中國氣象局蘭州干旱氣象研究所/甘肅省干旱氣候變化與減災重點實驗室/中國氣象局干旱氣候變化與減災重點開放實驗室，蘭州 730020；2．甘肅省定西市氣象局，定西 743000；3．成都信息工程大學，成都 610225）

利用黃土高原半干旱區(qū)1994-2014年典型植物物候和氣溫資料，通過相關分析等方法分析典型植物展葉始期、展葉盛期、開花始期、開花盛期等春季物候期和葉初變期、葉全變期、落葉始期、落葉末期等秋季物候期的變化特征，以揭示黃土高原典型植物物候期對氣候變暖的響應規(guī)律。結果表明：（1）在展葉期，草本植物歷史最早和最晚出現(xiàn)日期相差20～36d，木本植物為20～38d；（2）草本植物春季物候期表現(xiàn)為明顯的提前趨勢，木本植物物候期的變化趨勢差異較大，牡丹、旱柳展葉始期提前趨勢明顯；草本植物葉變色始期、黃枯始期以及木本植物落葉始期等秋季物候期的推遲趨勢明顯；（3）研究期內牡丹生長季的變化趨勢不明顯，其余典型植物生長季均一致表現(xiàn)為顯著延長趨勢（P＜0.05）；（4）典型植物開花始期對前1月、前第3月（車前草為當月）以及春季（3-5月）氣溫的響應明顯，春季氣溫每升高1℃，植物開花始期提前5～8d。研究結果表明黃土高原草本植物對氣候變暖的響應比木本植物更明顯，因此，在黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)，選用對氣候變化反應較為遲鈍的杏樹、榆樹等喬木進行地區(qū)生態(tài)恢復重建較適宜。

物候期；木本植物；草本植物；開花始期；生長季；定西

物候學是研究自然界動植物和環(huán)境條件的周期變化和相互關系的科學[1]，物候現(xiàn)象反映了當前和過去一段時間生物和環(huán)境的綜合影響[2]，不僅可以指示季節(jié)的變化，還能指示生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的響應和適應[3]。過去的133a ( 1880-2012年)間，全球地表平均溫度升高了 0.85℃ (0.65～1.06℃)，1951-2012年，全球平均地表溫度的升溫速率為0.12℃·10a-1（0.08～0.14℃·10a-1），幾乎是1880年以來升溫速率的兩倍[4]。中國黃土高原地區(qū)對氣候變暖的響應更敏感，自然和生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的適應能力更脆弱。關于物候期對全球變化的響應的研究已成為物候學研究的一個新的領域，也是全球變化研究的熱點問題[5]。研究表明，甘肅黃土高原冬小麥、梨樹、蘋果樹春季物候期普遍提前[6]，天水地區(qū)蘋果葉芽開放、展葉、開花等春季物候期提前14d左右，葉變色期、落葉期等秋季物候期發(fā)育期后延2～5d[7]。甘肅民勤荒漠區(qū)典型植物的芽初膨大期平均提前8.77d，花蕾花序出現(xiàn)期平均提前8.40d，葉初變色期平均推遲6.26d，落葉始期平均推遲4.52d，春季物候期提前幅度較大[8]。Menzel等[9]對歐洲物候的分析表明，春季物候期提前顯著，秋季物候期變化趨勢不同地區(qū)間存在差異，北美[10]春季物候期的變化趨勢與歐洲一致。國內許多學者[11-15]對中國不同地區(qū)植物物候期變化趨勢的研究表明，春季物候期大多表現(xiàn)為提前的趨勢，秋季物候期大多推遲，植物物候期對氣溫變化的響應更為敏感。但目前，有關處于典型黃土高原地帶的隴中地區(qū)典型植物物候期對氣候變暖響應的研究報道較少。本文分析了近21a甘肅省定西市安定區(qū)典型木本植物和草本植物物候期和生長季的變化趨勢，并結合同期氣象資料分析植物主要物候期對氣候變化的響應特征，以期為掌握氣候變暖背景下黃土高原半干旱區(qū)物候變化特征，揭示物候對氣溫變化的響應規(guī)律，從而為指導農業(yè)生產及區(qū)域生態(tài)環(huán)境重建等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來源

物候和氣溫資料來源于甘肅省定西市農業(yè)氣象試驗站人工實測資料，資料序列為1994-2014年，觀測記錄年份共21a。該站屬典型的黃土高原半干旱氣候，海拔高度1897.2m，年平均氣溫6.7℃，年降水量為386.6mm，主要集中在6-8月，占全年總降水量的50%以上，年均日照時數(shù)2433.0h，無霜期140d左右，雨熱同季。木本植物選擇當?shù)胤植驾^廣、指示性強且開花結實3a以上的中齡樹，觀測植株固定，草本植物在同一觀測點選擇3～5株，在萌芽后定株觀測，所有植物觀測期間，品種并無變化，其定位觀測時間、標準、方法統(tǒng)一按照規(guī)范[16]要求進行。根據(jù)觀測時間長、連續(xù)性好、代表性強的原則，木本植物選取牡丹（）、旱柳（）、杏樹（）、榆樹（），草本植物選取車前（）、蒲公英（）。春季物候期包括展葉始期、展葉盛期、開花始期、開花盛期、開花末期，秋季物候期包括黃枯期始期和黃枯期末期。

1.2 數(shù)據(jù)處理

物候日期均采用年日序的表示方法，即自1月1日至該日期的日數(shù)，得到各物候期的時間序列，利用一元線性回歸方程分析植物物候期的逐年變化趨勢，利用相關系數(shù)進行趨勢的顯著性檢驗，采用SPSS軟件對物候期與氣溫進行相關分析。以3-5月為春季，6-8月為夏季，9-11月為秋季，12月-翌年2月為冬季。

2 結果與分析

2.1 黃土高原典型植物物候期及其變化

2.1.1 春季物候

由表1可以看出，研究期內，車前、蒲公英的春季物候期（展葉期）出現(xiàn)時間最早，榆樹次之，杏樹最晚，牡丹、旱柳春季物候期（展葉期）平均出現(xiàn)日期大體一致，相差僅1～2d。草本植物車前、蒲公英展葉期平均出現(xiàn)時間基本一致，木本植物春季物候期平均出現(xiàn)日期差異較大。分析期內，木本植物展葉始期歷史最早和最晚出現(xiàn)日期相差20～38d，草本植物達20～36d，這一結果與蔣菊芳等[17]對甘肅河西走廊旱柳、中國槐等典型植物的研究結果相近。

進一步對研究區(qū)典型植物春季物候的線性變化趨勢的分析可知（表2），自1994年以來，木本植物中，牡丹的展葉和開花期均表現(xiàn)出顯著的提前趨勢（P＜0.05），其線性變化率達到5d·10a-1以上，21a內提前14d左右。旱柳展葉期的提前則達極顯著水平（P＜0.01），變化速率達到8.0～10d·10a-1，21a內提前17～21d；杏樹、榆樹的春季物候期以及牡丹、旱柳的其它物候期的線性變化趨勢則不顯著。可見，分析期內，當?shù)貛追N典型木本植物的物候期變化趨勢差異較大，牡丹展葉、開花期變化最明顯。

表1 1994-2014年研究區(qū)典型植物春季物候期調查結果（月-日）

表2 典型植物春季物候期的線性變化率（d·a-1）

注：*、**分別表示通過0.05和0.01水平的顯著性檢驗。下同。

Note：*is P<0.05，**is P<0.01.The same as below.

對于兩種草本植物，分析期內展葉期的提前趨勢均達顯著水平（P＜0.05），提前速率達到6d·10a-1左右，21a展葉期提前13d左右。車前草的開花期變化不明顯，而蒲公英的開花期表現(xiàn)出極顯著的提前趨勢（P＜0.01），速率達到10d·10a-1左右，21a花期累計提前21d?？梢姡治銎趦炔荼局参锏拇杭疚锖蚱谝脖憩F(xiàn)出明顯的提前趨勢，蒲公英的變化趨勢比車前草更明顯。從變化速率的數(shù)值上看，草本植物（蒲公英）的變化幅度比木本植物（牡丹）更大。

2.1.2 秋季物候

由表3可見，自1994年以來，木本植物中，旱柳、杏樹、榆樹落葉始期均表現(xiàn)為極顯著的推遲趨勢（P＜0.01），其線性變化率分別達到18、10和11d·10a-1，21a內推遲23～38d。杏樹葉變色末期的推遲也達極顯著水平（P＜0.01），其線性變化率達到6.0d·10a-1，旱柳落葉末期亦表現(xiàn)出顯著的推遲趨勢（P＜0.05），達到10d·10a-1左右水平，21a內落葉期推遲21d左右，牡丹的所有秋季物候期及旱柳、杏樹、榆樹的其它物候期線性變化趨勢則不顯著?？梢钥闯觯瑤追N典型木本植物的秋季物候變化趨勢有很大差異，旱柳落葉期變化最明顯。

對于兩種草本植物，其葉變色始期和黃枯始期的推遲趨勢顯著（P＜0.05），推遲速率達5.0～6.0d·10a-1，21a內推遲11～13d，草本植物的秋季物候期表現(xiàn)為明顯的推遲趨勢，從變化速率的數(shù)值來看，車前與蒲公英的變化速率相當。

表3 典型植物秋季物候期的線性變化率（d·a-1）

2.2 黃土高原典型植物物候生長季及其變化分析

植物的展葉始期-落葉末期（草本植物為黃枯末期）為植物的生長季，因而生長季長度為開始展葉-葉落盡的間隔天數(shù)[13]。本研究木本植物生長季為展葉始期-落葉末期的間隔天數(shù)，草本植物為展葉始期-全枯期的間隔天數(shù)。統(tǒng)計結果表明，草本植物車前草、蒲公英生長季平均歷期相差不大，分別為235d和233d，木本植物牡丹生長季持續(xù)時間最長，為234d，杏樹最短，為199d，旱柳、榆樹分別為208d和212d，可見，木本植物平均生長季的差異較大。對研究區(qū)典型植物生長季的線性變化分析可知（表4），木本植物中，牡丹、旱柳生長季隨時間變化表現(xiàn)為極顯著的延長趨勢（P＜0.01），線性變化率分別為16和19d·10a-1，杏樹生長季的延長趨勢顯著（P＜0.05），線性變化率為7d·10a-1，21a延長15d左右，而榆樹生長季的變化不明顯。

草本植物車前和蒲公英生長季隨時間變化表現(xiàn)為極顯著延長趨勢（P＜0.01），其線性變化率為12d·10a-1，21a生長季可延長25d左右。可見，近21a來，研究區(qū)木本植物與草本植物生長季的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為生長季的延長趨勢，這一結果與近年來其它學者的研究結果一致[10,18-21]。

2.3 黃土高原典型植物物候期對氣溫變化的響應

2.3.1 氣溫變化

由圖1可見，1994-2014年研究區(qū)年平均氣溫總體呈上升趨勢，與全球氣溫變化的趨勢一致，年平均氣溫變化的氣候傾向率為0.503℃·10a-1（P＜0.01），21a上升了約1.1℃。季節(jié)氣溫變化存在明顯差異，春季升溫趨勢最為明顯，其氣候傾向率為0.816℃·10a-1（P＜0.01），升溫幅度高于年平均氣溫，夏季次之，其氣候傾向率為0.508℃·10a-1（P＜0.01），冬季的升溫趨勢也較明顯，其氣候傾向率為0.362℃·10a-1（P＜0.05），秋季升溫趨勢不顯著，氣候傾向率為0.328℃·10a-1。

表4 典型植物生長季天數(shù)隨年份變化的統(tǒng)計分析

2.3.2 氣溫對植物物候期的影響

氣溫是影響植物物候期的關鍵氣象因子[2]，研究表明，每個物候期的開始日期與前 2～3個月的氣溫呈顯著的相關關系，在中緯度地區(qū)，植物春季物候的變化主要取決于氣溫的高低[22]。統(tǒng)計結果表明，牡丹開花始期多年平均出現(xiàn)日期在5月，其余被調查植物開花始期均在4月。對典型植物開花始期與不同時段氣溫變化的分析表明（表5），車前開花始期與當月平均氣溫呈極顯著相關（P＜0.01），其它典型植物均與物候期發(fā)生上月的平均氣溫極顯著相關（P＜0.01），相關系數(shù)在–0.813～–0.652。此外，旱柳、杏樹、蒲公英開花始期與開花前第3月的氣溫變化顯著相關（P＜0.05），榆樹與前第2月和前第3月平均氣溫顯著相關（P＜0.05），從相關系數(shù)的數(shù)值來看，榆樹物候期發(fā)生日期與前1～3個月平均氣溫的相關系數(shù)均大于其它典型植物，且均通過顯著或極顯著檢驗，可見，榆樹開花期對前期氣溫變化的敏感性較其它植物高，植物春季物候期開始當月和前1～3個月的氣溫對物候期的影響最顯著，物候期開始當月和前1～3個月氣溫升高，則物候期提前，這一結果與白潔等[11,14]的研究結果相近。

就季節(jié)尺度與年尺度而言，典型植物開花始期與春季溫度的相關性最好，相關系數(shù)在-0.788～-0.160，牡丹、旱柳、杏樹、蒲公英開花始期與春季溫度的相關系數(shù)均通過0.01水平的顯著性檢驗，榆樹、車前通過0.05水平的顯著性檢驗，表明春季氣溫升高，開花始期將提前。旱柳、杏樹、榆樹開花始期與前一年冬季平均氣溫相關性達極顯著水平，蒲公英開花始期的出現(xiàn)日期與冬季平均氣溫的相關性也較好（P＜0.05），但整體來說各典型植物開花始期出現(xiàn)日期與冬季氣溫的相關性不如春季氣溫、年平均氣溫相關性好。

進一步對6種典型植物開花始期與早春（3-4月）平均氣溫的相關性進行分析，由表5可見，研究區(qū)典型植物開花始期與早春（3-4月）平均氣溫的相關性最好，均達到極顯著水平，相關系數(shù)在-0.815～-0.527；6種典型植物開花始期隨著早春（3-4月）平均氣溫的升高而提前，早春（3-4月）平均氣溫每升高1℃，牡丹開花始期提前3.6d，旱柳提前5.8d，杏樹提前3.5d，榆樹提前3.7d，車前提前4.6d，蒲公英提前6.2d。

表5 典型植物開花始期與不同時段氣溫的相關系數(shù)

2.3.3 春季物候對春季氣溫變化的響應程度

植物春季物候期出現(xiàn)的早晚主要受春季氣溫的影響[11]，且春季物候是植物對氣候響應最敏感和最易觀察的一個要素[10,23]。對典型植物開花始期逐年進行站點平均以后得到定西市典型植物開花始期的時間序列，以春季氣溫距平為自變量，開花始期距平為因變量，定量分析開花始期對春季氣溫變化的響應程度。由表6可以看出，研究區(qū)植物春季開花始期與春季氣溫距平呈負相關，其中，除榆樹、車前外，其余均達到極顯著水平。春季氣溫每升高1℃，旱柳和蒲公英開花始期分別提前7d和8d，其余植物提前5d左右。

表6 典型植物開花始期距平與春季氣溫距平的回歸分析

Note:AD is the advanced days of first flowering period when the spring temperature rises 1℃.

3 結論與討論

（1）近21a來，黃土高原半干旱區(qū)草本植物春季物候期的出現(xiàn)時間較木本植物變化小，受氣候變暖影響，研究區(qū)木本植物展葉期歷史最早和最晚出現(xiàn)日期相差20～38d，草本植物達20～36d，不同植物、同種植物不同物候期對氣候變暖的響應程度存在差異。

（2）除榆樹外，研究區(qū)典型植物春季物候期（展葉始期、展葉盛期、開花始期、開花盛期、開花末期）均表現(xiàn)為提前的趨勢，與華北[2,12]、東北[3]、西北[6-8,11]等地春季物候期的變化趨勢基本一致，王煥炯等[24]對中國白蠟樹春季物候期變化的研究也得出了相似的結論，不同的是物候期的提前程度不同地區(qū)、不同物種間存在差異；研究區(qū)植物秋季物候期（黃枯始期、黃枯末期）大都表現(xiàn)為推遲的趨勢，這一結果與很多研究得出的秋季物候期推遲的結論一致[11-12,15]，但不同植物物候期推遲的幅度存在差異，這可能是由于植物自身的生物學特性不同而形成的差異。

（3）研究區(qū)典型植物生長季均表現(xiàn)為延長的趨勢，不同植物其延長程度存在差異，草本植物生長季延長程度差異較小，另外，研究區(qū)車前草生長季延長的變化趨勢與陳彬彬等[13]對河南林州地區(qū)的研究結果相反，可能是由于植物生長環(huán)境的差異以及不同區(qū)域對氣候變暖的響應程度不同所導致。

（4）自1994年以來，研究區(qū)氣溫總體呈顯著上升趨勢，線性傾向率為0.503℃·10a-1（P＜0.01），即在過去的21a間，年平均氣溫升高約1.1℃，各季平均氣溫同年平均氣溫的變化趨勢一致，春季升溫最為顯著，夏季次之，這一變化趨勢構成植物生長季內多年變化的氣象背景條件。

（5）除車前開花始期與當月平均氣溫極顯著相關外，其它幾種典型植物的開花始期與前1月的平均氣溫極顯著相關，這一結果與其它學者[10-11]的研究結果一致，此外，前1～3個月平均氣溫對開花期也有顯著影響，開花始期開始當月和前1～3個月平均氣溫升高，開花期將提前。開花始期與早春（3-4月）平均氣溫相關性達極顯著水平，這與鄭州[5]地區(qū)物候對氣溫變化響應的研究結果一致。

（6）研究區(qū)典型植物春季物候對春季氣溫的響應甚為敏感，春季氣溫每升高1℃，研究區(qū)主要典型植物開花始期提前5～8d，可見，春季物候期出現(xiàn)的早晚受春季氣溫的影響明顯。

[1]竺可楨,宛敏渭.物候學[M].北京:科學出版社,1973:1-5.

Zhu K Z,Wan M W.Phenology[M].Beijing:Science Press, 1973:1-5.(in Chinese)

[2]顧潤源,周偉燦,白美蘭,等.氣候變化對內蒙古草原典型植物物候的影響[J].生態(tài)學報,2012,32(3):767-776.

Gu R Y,Zhou W C,Bai M L,et al.Impacts of climate change on phenological phase of herb in the main grassland in Inner Mongolia[J].Acta Ecologica Sinica,2012,32(3):767-776.(in Chinese)

[3]徐韻佳,戴君虎,王煥炯,等.1985-2012年哈爾濱自然歷主要物候期變動特征及對氣溫變化的響應[J].地理研究, 2015,34(9):1662-1674.

Xu Y J,Dai J H,Wang H J,et al.Variations of main phenophases of natural calendar and analysis of responses to climate change in Harbin in 1985-2012[J].Geographical Research,2015,34(9):1662-1674.(in Chinese)

[4]秦大河,Thomas Stocker,等.IPCC第五次評估報告第一工作組報告的亮點結論[J].氣候變化研究進展,2014,10(1):1-6.

Qin D H,Thomas S,et al.Hightlights of the IPCC working group Ⅰfifth assessment report[J].Advances in Climate Change Research,2014,10(1):1-6.(in Chinese)

[5]吳榮軍,鄭有飛,趙國強,等.鄭州主要植物春季物候變化及其對氣溫變化的響應[J].生態(tài)學雜志,2009,28(6):1049-1054.

Wu R J,Zheng Y F,Zhao G Q,et al.Spring phenophase changes of dominant plants in Zhengzhou and their responses to air temperature change[J].Chinese Journal of Ecology,2009,28 (6):1049-1054.(in Chinese)

[6]郭海英,趙建萍,索安寧,等.隴東黃土高原農業(yè)物候對全球氣候變化的響應[J].自然資源學報,2006,21(4):608-612.

Guo H Y,Zhao J P,Suo A N,et al.Response of agricultural phenospectrum to global climate change in loess plateau of East Gansu Province[J].Journal of Natural Resources,2006, 21(4):608-612.(in Chinese)

[7]蒲金涌,姚小英,姚曉紅.等.氣候變暖對黃土高原蘋果物候期及生長的影響[J].中國農業(yè)氣象,2008,29(2):181-183.

Pu J Y,Yao X Y,Yao X H,et al.CImpacts of climate warming on phnmological period and growth of apple tree in Loess Plateau of Gansu Province[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2008, 29(2):181-183.(in Chinese)

[8]常兆豐,韓福貴,仲生年,等.甘肅民勤荒漠區(qū)18種喬木物候與氣溫變化的關系[J].植物生態(tài)學報,2009,33(2):311-319.

Chang Z F,Han F G,Zhong S N,et al.Relationships between phenology of 18 tree species and air temperature change in the Minqin desert area of China[J].Acta Phytoecologica Sinica, 2009,33(2):311-319.(in Chinese)

[9]Menzel A.Trends in phenological phases in Europe between 1951 and 1996[J].International Journal of Biometeorology, 2000,44(2):76-81.

[10]Bradley N L,Leopold A C,Ross J,et al.Phenological changes reflect climate change in Wisconsin[J].Procedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1999,96:9701-9704.

[11]白潔,葛全勝,戴君虎,等.西安木本植物物候與氣候要素的關系[J].植物生態(tài)學報,2010,34(11):1274-1282.

Bai J,Ge Q S,Dai J H,et al. Relationship between woody plants phenology and climate factors in Xi，an, China[J].Chinese Journal of Plant Ecology,2010,34(11):127 4- 1282.(in Chinese)

[12]高祺,繆啟龍,岳艷霞.河北省木本植物物候變化特征及其對氣候變暖的響應[J].中國農業(yè)氣象.2011,32(1):17-22.

Gao Q,Miao Q L,Yue Y X.Phenology change for woody plants and its responses to climate warming in Hebei Province[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2011, 32(1): 17-22.(in Chinese)

[13]陳彬彬,鄭有飛,趙國強,等.河南林州植物物候變化特征及其原因分析[J].植物資源與環(huán)境學報,2007,16(1):12-17.

Chen B B,Zheng Y F,Zhao G Q,et al.Analysis of plant phenological variation characters and its potential reasons in Linzhou of Henan Province[J].Journal of Plant Resources and Environment,2007,16(1):12-17.(in Chinese)

[14]臧海佳,李星玉,李俊,等.山東地區(qū)木本植物春季物候對氣候變化的響應[J].中國農業(yè)氣象,2011,32(2):167-173.

Zang H J,Li X Y,Li J,et al.Reponses of woody plants spring phenology to climate changes in Shangdong[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2011,32(2):167-173.(in Chinese)

[15]李瑞英,孫東寶,江曉東.魯西南木本植物物候期對氣候變暖的響應[J].中國農業(yè)氣象,2014,35(2):135-140.

Li R Y,Sun D B,Jiang X D.Response of typical woody plants phenology to climate warming in Southwestern Shandong Province[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2014,35(2): 135-140.(in Chinese)

[16]國家氣象局.農業(yè)氣象觀測規(guī)范(上卷)[M].北京:氣象出版社,1993:133-135.

CMA.Observation criterion of agrometeorology(I)[M]. Beijing:China Meteorology Press,1993:133-135.(in Chinese)

[17]蔣菊芳,王鶴齡,魏育國,等.河西走廊東部不同類型植物物候對氣候變化的響應[J].中國農業(yè)氣象，2011,32(4): 543-549.

Jiang J F,Wang H L,Wei Y G,et al.Response of different type plants' phenology to climate change in East of Hexi Corridor[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2011, 32(4):543-549.(in Chinese)

[18]張福春.氣候變化對中國木本植物物候的可能影響[J].地理學報,1995,50(5):402-409.

Zhang F C.Effect of global warming on plant phonological everts in China[J].Acta Geographica Sinica,1995,50(5): 402- 409.(in Chinese)

[19]Ahas R,Jaagus J,Aasa A.The phenological calendar of Estonia and its correlation with mean air temperature[J].International Journal of Biometeorology, 2000,44(4):159-166.

[20]Menzel A.Plant phenological anomalies in Germany and their relation to air temperature and NAO[J].Climate Change,2003,57:243-263.

[21]鄭景云,葛全勝,趙會霞.近40年中國植物物候對氣候變化的響應研究[J].中國農業(yè)氣象,2003,24(1):28-32.

Zheng J Y,Ge Q S,Zhao H X.Changes of plant phonological period and its response to climate change for the last 40 years in China[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2003, 24(1):28-32.(in Chinese)

[22]Chmielewski F M,Rtzer T.Response of tree phenology to climate change across Europe[J].Agricultural and Forest Meteorology,2001,108:101-112.

[23]Fitter A H,Fitter R S R.Rapid changes in flowering time in British plants[J].Science,2002,296:165-167.

[24]王煥炯,戴君虎,葛全勝.1952-2007年中國白蠟樹春季物候的時空變化分析[J].地球科學,2012,42(5):701-710.

Wang H J,Dai J H,Ge Q S.The spatiotemporal characteristics of spring phenophase changes of Fraxinus chinensis in China from 1952 to 2007[J].Sci China Earth Sci,2012,42(5):701- 710.doi: 10.1007/s11430-011-4349-0.(in Chinese)

Phenological Variation and Its Response to Climate Warming in Semi-Arid Region of Loess Plateau

LEI Jun1, 2, 3, YAO Yu-bi1, 2, SUN Run2, GUO Ji-ping2, NIU Hai-yang2

(1.Lanzhou Institute of Arid Meteorology, China Meteorological Administration/Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster of Gansu Province/Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster , China Meteorological Administration, Lanzhou 730020, China; 2.Meteorological Bureau of Dingxi of Gansu Province, Dingxi 743000; 3.Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225)

To reveal the response characteristics of typical plant phenology to climate warming in semi-arid region of the Loss plateau, the variation characters of phenophases for typical plant during spring and autumn was investigated by using correlation methods, based on phonological and temperature data from 1994 to 2014. The results showed that the day difference of leaf-expansion stage for herbaceous plant between earliest date and latest date ranged from 20-36d in historical record, and 20-38d for woody pant. The phenology for herbaceous plant in spring showed an advanced trend, and there was a large difference of phenology for woody plants. The leaf-expansion stage of Peony () and Hankow willow () showed an obviously advanced trend. Meanwhile, there was a delay trend in discoloration beginning period and withered beginning period of herbaceous plant, as same as for woody plant, withered the deciduous beginning period in autumn. There was no obviously variation for growing season of Peony, but the growing season of other typical plant increased significantly. The beginning flowering stage was sensitive to temperature in past one month and three months, and temperature from March to May. The beginning flowering stage advanced 5-8d when the temperature increased 1℃. We concluded that the phenology of herbaceous plant in Loss plateau was more sensitive to climate warming than woody plant. For the purpose of ecological restoration, we suggested that choosing insensitive trees to climate warming, including Almond () and Elm (), in vulnerable region of Loss plateau was the best choice.

Phenophases; Woody plant; Herbaceous plant; First blooming period; Growing season; Dingxi

10.3969/j.issn.1000-6362.2017.01.001

2016-05-26

國家自然科學基金（41575149）；公益性行業(yè)（氣象）科研重大專項（GYHY201506001-6）

雷?。?985-），工程師，主要從事農業(yè)氣象試驗及業(yè)務工作。E-mail：75267630@163.com

**通訊作者。E-mail：sunrun52995@163.com