小葉楊物候?qū)夂蜃兓憫拿舾行?/h1>
2019-09-17 00:59:10張逸夫陳效逑崔鐵軍
天津師范大學學報(自然科學版) 2019年4期
李 靜，張逸夫，陳效逑，崔鐵軍，高 健
（1.天津師范大學地理與環(huán)境科學學院，天津300387；2.天津師范大學天津市地理空間信息信息技術工程中心，天津300387；3.北京大學城市與環(huán)境學院，北京100871；4.天津師范大學后勤管理處，天津300387）
植物展葉和落葉物候是指一年中植物的葉片隨著氣候的季節(jié)性變化呈現(xiàn)出的規(guī)律性現(xiàn)象，是氣候變化的指示器[1].隨著全球氣候變暖，許多植物通過改變物候期來適應氣候變暖造成的生長期變長[2-4].在氣候的各項要素中，植物物候?qū)鉁氐捻憫铒@著[5-8]，已有結(jié)論顯示，植被春季物候提前，與氣溫呈顯著負相關；秋季物候推遲，與氣溫呈顯著正相關；生長季節(jié)長度延長，與氣溫呈顯著正相關[5-6，9-11].物候期的變化趨勢及其與氣溫的相關程度隨研究區(qū)域、時間范圍以及物種類型的不同有所差異[12-14].然而，目前大部分研究多針對物候?qū)夂蜃兓捻憫猍13-17]，有關植物物候?qū)夂蜃兓憫舾行缘目臻g分布規(guī)律研究甚少.植物物候受經(jīng)緯度差異、氣候變化和海拔高低等因素的影響，對于氣候變化響應敏感程度也存在很大差異，研究物候?qū)夂蝽憫舾行缘目臻g分布特點及其隨局地氣候的變化規(guī)律對預測氣候變化條件下植物物候的發(fā)展方向具有重要意義[18-20].
為了研究植物物候?qū)夂蜃兓憫舾行缘淖兓?guī)律，本研究利用中國1981—2009 年小葉楊展葉和落葉物候數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析此期間展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度的變化趨勢和時空格局，并在此基礎上，結(jié)合站點上的氣溫數(shù)據(jù)，計算植物物候?qū)夂蝽憫拿舾行?，分析其對氣候響應的敏感性在空間上的分布規(guī)律，進而深入對植物物候發(fā)展規(guī)律以及地表變化過程的認識.
1 研究數(shù)據(jù)
研究數(shù)據(jù)取于100 個物候站點，站點所屬自然區(qū)的類型依據(jù)1983 年綜合自然地理區(qū)域的劃分標準[21]，包括東北濕潤半濕潤溫帶地區(qū)（NE）、內(nèi)蒙古溫帶草原地區(qū)（IN）、華北濕潤半濕潤暖溫帶地區(qū)（NH）、西北溫帶及暖溫帶荒漠地區(qū)（NW）、青藏高寒區(qū)域（TI）以及華中華南濕潤亞熱帶地區(qū)（SH）共計6 個自然區(qū).其中，本研究所用小葉楊物候數(shù)據(jù)以我國東部站點居多，集中分布在前3 個自然區(qū).各類自然區(qū)的氣候、環(huán)境和植被類型差別較大，中國東部的東北濕潤半濕潤溫帶地區(qū)、華北濕潤半濕潤暖溫帶地區(qū)和華中華南濕潤亞熱帶地區(qū)降水量較大，由南至北溫度逐漸降低，植被覆蓋以森林和農(nóng)田為主.內(nèi)蒙古溫帶草原地區(qū)和西北溫帶及暖溫帶荒漠地區(qū)降水量較少，植被覆蓋以草原、草甸和灌木為主.青藏高寒區(qū)域為較特殊的區(qū)域，海拔較高，溫度較低，植被覆蓋以草原和草甸為主.研究站點的經(jīng)緯度及其所屬自然區(qū)如表1 所示，其中#代表只有物候數(shù)據(jù)、沒有氣象數(shù)據(jù)的站點.
表1 站點經(jīng)緯度及所屬自然區(qū)Tab.1 Location and natural region of stations
物候數(shù)據(jù)為1981—2009 年中國100 個站點的小葉楊展葉始期（BGS，begin of growing season）和落葉末期（EGS，end of growing season）數(shù)據(jù)，展葉始期與落葉末期間的天數(shù)為生長季節(jié)長度（LGS，length of growing season）.其中，展葉始期是“植株上有5%的葉片展開”的時段，落葉末期的觀測標準是“整個植株僅剩5%以下的葉片存在”[22].氣溫數(shù)據(jù)為1981—2009 年59 個站點的日平均氣溫數(shù)據(jù).物候數(shù)據(jù)來自于中國氣象局“農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)”中的自然物候觀測數(shù)據(jù)集，氣溫數(shù)據(jù)來自中國氣象局國家氣象信息中心“中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)”.
2 研究方法
2.1 統(tǒng)計分析
首先，將小葉楊展葉始期和落葉末期物候數(shù)據(jù)由年月日的記錄轉(zhuǎn)換為序日（day of year，DOY），即距當年1 月1 日的天數(shù)，再根據(jù)展葉始期和落葉末期計算出生長季節(jié)長度.然后，分別計算各自然區(qū)內(nèi)站點上的小葉楊展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度的平均值、標準差和變化趨勢.最后，計算每個站點上的多年平均物候期及其隨經(jīng)緯度的變化規(guī)律.
2.2 敏感性分析
物候期對氣候響應的敏感性可由物候期前期氣溫對物候的線性回歸系數(shù)表征[18-20].利用氣溫數(shù)據(jù)擬合植物物候的基本假設為物候期的年際變化主要受到其發(fā)生前一段時間內(nèi)氣溫的影響.一般情況下，取物候期所在月份及之前2 個月的平均氣溫為自變量，物候期為因變量，建立站點上的氣溫-物候模型.本研究分別使用2—4 月和9—11 月每個站點上的平均氣溫數(shù)據(jù)序列，擬合展葉始期和落葉末期[23].氣溫-物候時間模型為
式（1）中：Phen 為物候發(fā)生日期；Tem 為對應期間日均溫；a 為回歸方程截距；b 為斜率.
式（2）中：obsi和prei分別為第i 個年份的觀測值和模擬（預測）值；n 為年數(shù).
3 結(jié)果與分析
3.1 各區(qū)域小葉楊物候的統(tǒng)計特征
統(tǒng)計1981—2009 年逐年各自然區(qū)內(nèi)所有站點小葉楊物候的平均值，分別計算每個自然區(qū)以及所有站點小葉楊物候的年際變化趨勢和顯著性，結(jié)果如圖1所示，其中S1～S7 代表每個自然區(qū)及全區(qū)的年際變化趨勢，***代表通過了0.001 的顯著性檢驗.
圖1 區(qū)域平均小葉楊物候的年際變化Fig.1 Annual variation of Populus Simonii′s phenology in averaged region
由圖1 可以看出，整體上展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度分別呈現(xiàn)提前（-0.17 d/a）、推遲（0.28 d/a）和延長（0.44 d/a）的趨勢； 不同自然區(qū)的年際波動差別較大，對于BGS，TI 自然區(qū)小葉楊物候提前趨勢（-0.49 d/a）最大，NW 自然區(qū)則呈現(xiàn)不顯著推遲；對于EGS，所有自然區(qū)小葉楊物候均呈現(xiàn)出推遲趨勢，IN自然區(qū)和NH 自然區(qū)呈現(xiàn)顯著推遲趨勢，分別為0.34 d/a 和0.29 d/a；對于LGS，所有自然區(qū)小葉楊物候均呈現(xiàn)出延長趨勢，IN 自然區(qū)和NH 自然區(qū)呈現(xiàn)顯著延長趨勢，分別為0.43 d/a 和0.79 d/a.
統(tǒng)計各自然區(qū)內(nèi)所有站點小葉楊物候的多年平均值和標準差，結(jié)果如表2 所示.由表2 可以看出，所有站點的BGS、EGS 和LGS 分別為第111 d、第303 d 和192 d.其中，BGS 由早到晚的順序是SH 自然區(qū)、NH 自然區(qū)、NW 自然區(qū)、TI 自然區(qū)、IN 自然區(qū)和NE自然區(qū).BGS 最早的區(qū)域一般為EGS 最晚和LGS 最長的區(qū)域，NE 自然區(qū)和IN 自然區(qū)的物候期相差偏小.總體來看，大部分自然區(qū)小葉楊EGS 的標準差大于BGS 的標準差，只有TI 自然區(qū)EGS 的波動小于BGS 的波動.
表2 小葉楊物候期的統(tǒng)計Tab.2 Statistics of Populus simonii′s phenophase
3.2 小葉楊物候隨緯度變化規(guī)律
計算每個站點的多年平均物候期，再根據(jù)站點的經(jīng)緯度信息統(tǒng)計小葉楊物候隨經(jīng)度和緯度的變化，小葉楊物候隨經(jīng)度變化規(guī)律不顯著.小葉楊物候隨緯度變化的結(jié)果如圖2 所示.
圖2 小葉楊物候隨緯度變化Fig.2 Variation of Populus simonii′s phenology with latitude
由圖2 可以看出，隨著緯度的增加，小葉楊BGS顯著推遲，EGS 顯著提前，相應地，其LGS 顯著縮短（P ＜0.001）.小葉楊物候在空間上的變化規(guī)律表現(xiàn)為緯度地帶性，在空間上隨緯度變化最明顯的氣象因子是氣溫，這說明，氣溫對小葉楊物候期具有重要影響.
3.3 小葉楊物候期對氣候響應的敏感性
在每個站點上，分別用2—4 月和9—11 月的平均氣溫擬合小葉楊的BGS 和EGS，擬合系數(shù)Slope 是該站點植物物候?qū)夂蝽憫拿舾行韵禂?shù)，結(jié)果如表3 所示，R2和RMSE 分別為擬合優(yōu)度和均方根誤差.
由表3 可以看出，1981—2009 年小葉楊的BGS隨氣溫的升高均呈現(xiàn)提前趨勢，BGS 對氣候響應敏感性變化范圍為-0.22～-6.35 d/℃；81%以上站點小葉楊的EGS 隨氣溫的升高呈現(xiàn)推遲趨勢，其敏感性變化范圍為-6.64～6.57 d/℃.小葉楊BGS 均方根誤差為1.36～10.82 d，EGS 均方根誤差為1.50～17.16 d，二者對比可以看出小葉楊BGS 的模擬精度較好.
3.4 小葉楊物候期對氣候響應敏感性的分布規(guī)律
統(tǒng)計每個站點上BGS 和EGS 對氣候響應的敏感性分別與該站點2—4 月、9—11 月平均氣溫的相關關系，結(jié)果如圖3 所示.
表3 小葉楊物候期對氣候響應的敏感性Tab.3 Response sensitivity of Populus simonii′s phenology to climate
圖3 小葉楊物候的敏感性響應與平均氣溫的關系Fig.3 Correlation between Populus simonii′s phenology sensitivity response and average temperature
由圖3 可知，在溫暖地區(qū)，即多年平均春季溫度高的地區(qū)，小葉楊BGS 提前趨勢更大，在寒冷地區(qū)，即多年平均春季溫度低的地區(qū)，小葉楊BGS 提前的趨勢相對偏小.當平均春季氣溫低于-5.4 ℃時，小葉楊BGS 甚至出現(xiàn)推遲趨勢，說明BGS 對氣候的響應在溫暖地區(qū)更加敏感.在寒冷地區(qū)，即多年平均秋季溫度低的地區(qū)，小葉楊EGS 推遲趨勢大；在溫暖地區(qū)，即多年平均秋季溫度高的地區(qū)，小葉楊EGS 推遲趨勢相對偏小，說明EGS 對氣候響應在寒冷的地區(qū)更加敏感.
統(tǒng)計每個站點BGS 和EGS 對氣候響應的敏感性分別與該站點2—4 月和9—11 月平均氣溫變化速率的相關關系，結(jié)果如圖4 所示.由圖4 可知，在溫度升高較快的地區(qū)，小葉楊BGS 對氣候響應的敏感性更大；在溫度升高較慢的地區(qū)，其BGS 對氣候響應的敏感性相對偏小.同樣在溫度升高較快的地區(qū)，小葉楊EGS對氣候響應的敏感性更大；在溫度升高較慢的地區(qū)，小葉楊LGS 對氣候響應的敏感性相對偏小，這說明小葉楊物候?qū)夂蝽憫跍囟壬咻^快的地區(qū)更加敏感.
圖4 小葉楊物候的敏感性響應與氣溫趨勢的關系Fig.4 Correlation between populus simonii sensitivity response and temperature′s slope
4 結(jié)論
本研究利用地面站點記錄的物候數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)分析了小葉楊葉物候的變化趨勢以及對氣溫響應的敏感性，結(jié)果表明：
（1）1981—2009 年，小葉楊BGS 呈提前趨勢，趨勢線斜率為-0.17 d/a；EGS 呈現(xiàn)推遲趨勢，趨勢線斜率為0.28 d/a.隨著緯度的增加，小葉楊開始進入展葉期的時間越晚，結(jié)束落葉期的時間越早，相應的，其生長季節(jié)長度也越短.
（2）小葉楊物候期隨溫度變化，溫度越高BGS 越提前，當春季2—4 月的平均溫度每提高1 ℃，小葉楊BGS 將提前0.29 d；溫度越高EGS 越推遲，當秋季9—11 月平均溫度每提高1 ℃，小葉楊EGS 將推遲0.27 d.小葉楊葉物候?qū)鉁仨憫拿舾行燥@示，1981—2009年，小葉楊BGS 敏感性變化范圍為-0.22～-6.35 d/℃，均呈現(xiàn)提前趨勢；EGS 大多數(shù)呈現(xiàn)推遲趨勢，其敏感性變化范圍為-6.64～6.57 d/℃.
（3）對于小葉楊BGS，在高溫及升溫趨勢快的地區(qū)，植物對氣候響應的敏感性較大，在低溫及升溫趨勢慢的地區(qū)，植物BGS 對氣候響應的敏感性較小，這說明氣候變化對BGS 的影響在高溫及升溫趨勢快的地區(qū)更大.對于小葉楊EGS，在寒冷地區(qū)植物對氣候的響應更敏感.
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李 靜，張逸夫，陳效逑，崔鐵軍，高 健
（1.天津師范大學地理與環(huán)境科學學院，天津300387；2.天津師范大學天津市地理空間信息信息技術工程中心，天津300387；3.北京大學城市與環(huán)境學院，北京100871；4.天津師范大學后勤管理處，天津300387）
植物展葉和落葉物候是指一年中植物的葉片隨著氣候的季節(jié)性變化呈現(xiàn)出的規(guī)律性現(xiàn)象，是氣候變化的指示器[1].隨著全球氣候變暖，許多植物通過改變物候期來適應氣候變暖造成的生長期變長[2-4].在氣候的各項要素中，植物物候?qū)鉁氐捻憫铒@著[5-8]，已有結(jié)論顯示，植被春季物候提前，與氣溫呈顯著負相關；秋季物候推遲，與氣溫呈顯著正相關；生長季節(jié)長度延長，與氣溫呈顯著正相關[5-6，9-11].物候期的變化趨勢及其與氣溫的相關程度隨研究區(qū)域、時間范圍以及物種類型的不同有所差異[12-14].然而，目前大部分研究多針對物候?qū)夂蜃兓捻憫猍13-17]，有關植物物候?qū)夂蜃兓憫舾行缘目臻g分布規(guī)律研究甚少.植物物候受經(jīng)緯度差異、氣候變化和海拔高低等因素的影響，對于氣候變化響應敏感程度也存在很大差異，研究物候?qū)夂蝽憫舾行缘目臻g分布特點及其隨局地氣候的變化規(guī)律對預測氣候變化條件下植物物候的發(fā)展方向具有重要意義[18-20].
為了研究植物物候?qū)夂蜃兓憫舾行缘淖兓?guī)律，本研究利用中國1981—2009 年小葉楊展葉和落葉物候數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析此期間展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度的變化趨勢和時空格局，并在此基礎上，結(jié)合站點上的氣溫數(shù)據(jù)，計算植物物候?qū)夂蝽憫拿舾行?，分析其對氣候響應的敏感性在空間上的分布規(guī)律，進而深入對植物物候發(fā)展規(guī)律以及地表變化過程的認識.
1 研究數(shù)據(jù)
研究數(shù)據(jù)取于100 個物候站點，站點所屬自然區(qū)的類型依據(jù)1983 年綜合自然地理區(qū)域的劃分標準[21]，包括東北濕潤半濕潤溫帶地區(qū)（NE）、內(nèi)蒙古溫帶草原地區(qū)（IN）、華北濕潤半濕潤暖溫帶地區(qū)（NH）、西北溫帶及暖溫帶荒漠地區(qū)（NW）、青藏高寒區(qū)域（TI）以及華中華南濕潤亞熱帶地區(qū)（SH）共計6 個自然區(qū).其中，本研究所用小葉楊物候數(shù)據(jù)以我國東部站點居多，集中分布在前3 個自然區(qū).各類自然區(qū)的氣候、環(huán)境和植被類型差別較大，中國東部的東北濕潤半濕潤溫帶地區(qū)、華北濕潤半濕潤暖溫帶地區(qū)和華中華南濕潤亞熱帶地區(qū)降水量較大，由南至北溫度逐漸降低，植被覆蓋以森林和農(nóng)田為主.內(nèi)蒙古溫帶草原地區(qū)和西北溫帶及暖溫帶荒漠地區(qū)降水量較少，植被覆蓋以草原、草甸和灌木為主.青藏高寒區(qū)域為較特殊的區(qū)域，海拔較高，溫度較低，植被覆蓋以草原和草甸為主.研究站點的經(jīng)緯度及其所屬自然區(qū)如表1 所示，其中#代表只有物候數(shù)據(jù)、沒有氣象數(shù)據(jù)的站點.
表1 站點經(jīng)緯度及所屬自然區(qū)Tab.1 Location and natural region of stations
物候數(shù)據(jù)為1981—2009 年中國100 個站點的小葉楊展葉始期（BGS，begin of growing season）和落葉末期（EGS，end of growing season）數(shù)據(jù)，展葉始期與落葉末期間的天數(shù)為生長季節(jié)長度（LGS，length of growing season）.其中，展葉始期是“植株上有5%的葉片展開”的時段，落葉末期的觀測標準是“整個植株僅剩5%以下的葉片存在”[22].氣溫數(shù)據(jù)為1981—2009 年59 個站點的日平均氣溫數(shù)據(jù).物候數(shù)據(jù)來自于中國氣象局“農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)”中的自然物候觀測數(shù)據(jù)集，氣溫數(shù)據(jù)來自中國氣象局國家氣象信息中心“中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)”.
2 研究方法
2.1 統(tǒng)計分析
首先，將小葉楊展葉始期和落葉末期物候數(shù)據(jù)由年月日的記錄轉(zhuǎn)換為序日（day of year，DOY），即距當年1 月1 日的天數(shù)，再根據(jù)展葉始期和落葉末期計算出生長季節(jié)長度.然后，分別計算各自然區(qū)內(nèi)站點上的小葉楊展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度的平均值、標準差和變化趨勢.最后，計算每個站點上的多年平均物候期及其隨經(jīng)緯度的變化規(guī)律.
2.2 敏感性分析
物候期對氣候響應的敏感性可由物候期前期氣溫對物候的線性回歸系數(shù)表征[18-20].利用氣溫數(shù)據(jù)擬合植物物候的基本假設為物候期的年際變化主要受到其發(fā)生前一段時間內(nèi)氣溫的影響.一般情況下，取物候期所在月份及之前2 個月的平均氣溫為自變量，物候期為因變量，建立站點上的氣溫-物候模型.本研究分別使用2—4 月和9—11 月每個站點上的平均氣溫數(shù)據(jù)序列，擬合展葉始期和落葉末期[23].氣溫-物候時間模型為
式（1）中：Phen 為物候發(fā)生日期；Tem 為對應期間日均溫；a 為回歸方程截距；b 為斜率.
式（2）中：obsi和prei分別為第i 個年份的觀測值和模擬（預測）值；n 為年數(shù).
3 結(jié)果與分析
3.1 各區(qū)域小葉楊物候的統(tǒng)計特征
統(tǒng)計1981—2009 年逐年各自然區(qū)內(nèi)所有站點小葉楊物候的平均值，分別計算每個自然區(qū)以及所有站點小葉楊物候的年際變化趨勢和顯著性，結(jié)果如圖1所示，其中S1～S7 代表每個自然區(qū)及全區(qū)的年際變化趨勢，***代表通過了0.001 的顯著性檢驗.
圖1 區(qū)域平均小葉楊物候的年際變化Fig.1 Annual variation of Populus Simonii′s phenology in averaged region
由圖1 可以看出，整體上展葉始期、落葉末期和生長季節(jié)長度分別呈現(xiàn)提前（-0.17 d/a）、推遲（0.28 d/a）和延長（0.44 d/a）的趨勢； 不同自然區(qū)的年際波動差別較大，對于BGS，TI 自然區(qū)小葉楊物候提前趨勢（-0.49 d/a）最大，NW 自然區(qū)則呈現(xiàn)不顯著推遲；對于EGS，所有自然區(qū)小葉楊物候均呈現(xiàn)出推遲趨勢，IN自然區(qū)和NH 自然區(qū)呈現(xiàn)顯著推遲趨勢，分別為0.34 d/a 和0.29 d/a；對于LGS，所有自然區(qū)小葉楊物候均呈現(xiàn)出延長趨勢，IN 自然區(qū)和NH 自然區(qū)呈現(xiàn)顯著延長趨勢，分別為0.43 d/a 和0.79 d/a.
統(tǒng)計各自然區(qū)內(nèi)所有站點小葉楊物候的多年平均值和標準差，結(jié)果如表2 所示.由表2 可以看出，所有站點的BGS、EGS 和LGS 分別為第111 d、第303 d 和192 d.其中，BGS 由早到晚的順序是SH 自然區(qū)、NH 自然區(qū)、NW 自然區(qū)、TI 自然區(qū)、IN 自然區(qū)和NE自然區(qū).BGS 最早的區(qū)域一般為EGS 最晚和LGS 最長的區(qū)域，NE 自然區(qū)和IN 自然區(qū)的物候期相差偏小.總體來看，大部分自然區(qū)小葉楊EGS 的標準差大于BGS 的標準差，只有TI 自然區(qū)EGS 的波動小于BGS 的波動.
表2 小葉楊物候期的統(tǒng)計Tab.2 Statistics of Populus simonii′s phenophase
3.2 小葉楊物候隨緯度變化規(guī)律
計算每個站點的多年平均物候期，再根據(jù)站點的經(jīng)緯度信息統(tǒng)計小葉楊物候隨經(jīng)度和緯度的變化，小葉楊物候隨經(jīng)度變化規(guī)律不顯著.小葉楊物候隨緯度變化的結(jié)果如圖2 所示.
圖2 小葉楊物候隨緯度變化Fig.2 Variation of Populus simonii′s phenology with latitude
由圖2 可以看出，隨著緯度的增加，小葉楊BGS顯著推遲，EGS 顯著提前，相應地，其LGS 顯著縮短（P ＜0.001）.小葉楊物候在空間上的變化規(guī)律表現(xiàn)為緯度地帶性，在空間上隨緯度變化最明顯的氣象因子是氣溫，這說明，氣溫對小葉楊物候期具有重要影響.
3.3 小葉楊物候期對氣候響應的敏感性
在每個站點上，分別用2—4 月和9—11 月的平均氣溫擬合小葉楊的BGS 和EGS，擬合系數(shù)Slope 是該站點植物物候?qū)夂蝽憫拿舾行韵禂?shù)，結(jié)果如表3 所示，R2和RMSE 分別為擬合優(yōu)度和均方根誤差.
由表3 可以看出，1981—2009 年小葉楊的BGS隨氣溫的升高均呈現(xiàn)提前趨勢，BGS 對氣候響應敏感性變化范圍為-0.22～-6.35 d/℃；81%以上站點小葉楊的EGS 隨氣溫的升高呈現(xiàn)推遲趨勢，其敏感性變化范圍為-6.64～6.57 d/℃.小葉楊BGS 均方根誤差為1.36～10.82 d，EGS 均方根誤差為1.50～17.16 d，二者對比可以看出小葉楊BGS 的模擬精度較好.
3.4 小葉楊物候期對氣候響應敏感性的分布規(guī)律
統(tǒng)計每個站點上BGS 和EGS 對氣候響應的敏感性分別與該站點2—4 月、9—11 月平均氣溫的相關關系，結(jié)果如圖3 所示.
表3 小葉楊物候期對氣候響應的敏感性Tab.3 Response sensitivity of Populus simonii′s phenology to climate
圖3 小葉楊物候的敏感性響應與平均氣溫的關系Fig.3 Correlation between Populus simonii′s phenology sensitivity response and average temperature
由圖3 可知，在溫暖地區(qū)，即多年平均春季溫度高的地區(qū)，小葉楊BGS 提前趨勢更大，在寒冷地區(qū)，即多年平均春季溫度低的地區(qū)，小葉楊BGS 提前的趨勢相對偏小.當平均春季氣溫低于-5.4 ℃時，小葉楊BGS 甚至出現(xiàn)推遲趨勢，說明BGS 對氣候的響應在溫暖地區(qū)更加敏感.在寒冷地區(qū)，即多年平均秋季溫度低的地區(qū)，小葉楊EGS 推遲趨勢大；在溫暖地區(qū)，即多年平均秋季溫度高的地區(qū)，小葉楊EGS 推遲趨勢相對偏小，說明EGS 對氣候響應在寒冷的地區(qū)更加敏感.
統(tǒng)計每個站點BGS 和EGS 對氣候響應的敏感性分別與該站點2—4 月和9—11 月平均氣溫變化速率的相關關系，結(jié)果如圖4 所示.由圖4 可知，在溫度升高較快的地區(qū)，小葉楊BGS 對氣候響應的敏感性更大；在溫度升高較慢的地區(qū)，其BGS 對氣候響應的敏感性相對偏小.同樣在溫度升高較快的地區(qū)，小葉楊EGS對氣候響應的敏感性更大；在溫度升高較慢的地區(qū)，小葉楊LGS 對氣候響應的敏感性相對偏小，這說明小葉楊物候?qū)夂蝽憫跍囟壬咻^快的地區(qū)更加敏感.
圖4 小葉楊物候的敏感性響應與氣溫趨勢的關系Fig.4 Correlation between populus simonii sensitivity response and temperature′s slope
4 結(jié)論
本研究利用地面站點記錄的物候數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)分析了小葉楊葉物候的變化趨勢以及對氣溫響應的敏感性，結(jié)果表明：
（1）1981—2009 年，小葉楊BGS 呈提前趨勢，趨勢線斜率為-0.17 d/a；EGS 呈現(xiàn)推遲趨勢，趨勢線斜率為0.28 d/a.隨著緯度的增加，小葉楊開始進入展葉期的時間越晚，結(jié)束落葉期的時間越早，相應的，其生長季節(jié)長度也越短.
（2）小葉楊物候期隨溫度變化，溫度越高BGS 越提前，當春季2—4 月的平均溫度每提高1 ℃，小葉楊BGS 將提前0.29 d；溫度越高EGS 越推遲，當秋季9—11 月平均溫度每提高1 ℃，小葉楊EGS 將推遲0.27 d.小葉楊葉物候?qū)鉁仨憫拿舾行燥@示，1981—2009年，小葉楊BGS 敏感性變化范圍為-0.22～-6.35 d/℃，均呈現(xiàn)提前趨勢；EGS 大多數(shù)呈現(xiàn)推遲趨勢，其敏感性變化范圍為-6.64～6.57 d/℃.
（3）對于小葉楊BGS，在高溫及升溫趨勢快的地區(qū)，植物對氣候響應的敏感性較大，在低溫及升溫趨勢慢的地區(qū)，植物BGS 對氣候響應的敏感性較小，這說明氣候變化對BGS 的影響在高溫及升溫趨勢快的地區(qū)更大.對于小葉楊EGS，在寒冷地區(qū)植物對氣候的響應更敏感.
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