濰坊地區(qū)木本植物物候期變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)

李晶晶 郭法東 王婉 朱翠紅

摘要?以2001—2015年濰坊地區(qū)5種木本植物為研究對象，分析了其5個(gè)關(guān)鍵物候期變化趨勢以及對氣象因子變化的響應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明，2001—2015年濰坊地區(qū)氣溫呈上升趨勢，氣候增暖較明顯，秋季氣溫升幅最大;年降水量年變化較大，總體呈逐漸減少的趨勢，秋季降水量呈增多趨勢，其他季節(jié)均呈不同程度減少趨勢;年累計(jì)日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢，除了秋季日照時(shí)數(shù)減少外，其他季節(jié)的日照時(shí)數(shù)均呈增加趨勢，尤其是春季日照時(shí)數(shù)的增幅最大。影響木本植物物候期的主要?dú)夂蛞蜃訛闅鉁睾腿照諘r(shí)數(shù)，隨氣溫升高，日照時(shí)數(shù)增多，相應(yīng)生長季延長。

關(guān)鍵詞?木本植物;物候期;氣候變化;響應(yīng);濰坊地區(qū)

中圖分類號?S162文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號?0517-6611（2018）33-0139-03

植物物候是植物發(fā)育（如萌芽、展葉、開花和落葉等）的季節(jié)性發(fā)生規(guī)律[1]。氣候變化對地球植物生態(tài)系統(tǒng)的影響研究被愈來愈多的科學(xué)家所關(guān)注，其中植物物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)是當(dāng)今生態(tài)學(xué)和氣候?qū)W研究的熱點(diǎn)之一。近百年來，全球氣候呈現(xiàn)出以變暖為主要特征的顯著變化，全球變暖已經(jīng)是不爭的事實(shí)[2]。近幾十年來，許多地區(qū)的氣溫都發(fā)生了顯著的變化，并使植物開始和結(jié)束生長的日期發(fā)生了相應(yīng)的變化，植物對全球變暖的相應(yīng)表現(xiàn)為春季物候期提前、秋季物候期推遲、生長季相對延長[3-6]。筆者利用濰坊國家基本氣象站進(jìn)行木本植物物候觀測的資料優(yōu)勢，分析了2001—2015年濰坊常見木本植物對氣候變化的響應(yīng)情況，以期為分析濰坊市木本植物在氣候變化背景下的變化提供參考，以便應(yīng)用于氣候變化研究及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

1?資料與方法

1.1?資源來源?氣象資料來源于濰坊國家基本氣象站2001—2015年觀測資料，該站海拔22.2 m，地理位置119°12′E、36°45′N，屬北溫帶季風(fēng)區(qū)，背陸面海，氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫12.7 ℃，最熱月7月下旬，平均氣溫26.7 ℃，最冷月1月，平均氣溫-2.8 ℃，多年平均年降水量565.0 mm。木本植物物候期觀測以連續(xù)性較好、物候現(xiàn)象較為明顯且指示性強(qiáng)的多年生木本植物毛白楊（Populus tomentosa）、垂柳（Salix babylonica）、旱柳（Salix matsudana）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、泡桐（Paulownia fortunei）為研究對象，選取3種典型春季物候期（芽開放期、展葉期、開花期）和2種典型秋季物候期（葉變色期和落葉期）為木本植物物候期，同期地面氣象觀測資料包括降水量（R）、日照時(shí)數(shù)（S）、平均氣溫（T）。

1.2?研究方法

將逐年物候現(xiàn)象出現(xiàn)日期轉(zhuǎn)化成距1月1日的實(shí)際天數(shù)，得到各物候期的時(shí)間序列。利用線性傾向估計(jì)方法將植物物候期與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，找出對物候影響顯著的因素，濰坊市5種物候期序列的年際變化趨勢特征，并通過相關(guān)分析和線性回歸方法評價(jià)氣象因子的年際波動(dòng)對木本植物春季物候期變化的影響。

2?結(jié)果與分析

2.1?木本植物物候期現(xiàn)象

從表1可看出，濰坊幾種木本植物芽開放期毛白楊和垂柳最早（3月14日），泡桐最遲（4月15日），2種作物相差32 d;落葉期毛白楊最早（11月17日），旱柳最晚（11月27日），相差10 d，芽開放期至落葉期間隔日數(shù)垂柳最長，為254 d，泡桐最短，為221 d，間隔日數(shù)最長與最短相差33 d。

2.2?氣候變化特征

2.2.1?平均氣溫變化特征。

由圖1可見，2001—2015年濰坊年平均氣溫為13.2 ℃。近15年來濰坊年和各季平均氣溫的變化總體均呈線性上升的趨勢，其氣候傾向率分別為0.75 ℃/10 a （全年）、0.42 ℃/10 a（冬季）、0.82 ℃/10 a（春季）、0.81 ℃/10 a（夏季）、0.86 ℃/10 a（秋季），其中秋季平均氣溫的升幅最大。

2.2.2?降水量變化特征。近15年來濰坊年降水量變化較大，總體呈逐漸減少趨勢。降水量的線性回歸計(jì)算結(jié)果表明，2001—2015年濰坊秋季降水量呈增多趨勢，其增幅為8.2 mm/10 a，全年和春季、夏季、冬季降水量均呈減少趨勢，減幅分別為-59.4、-1.7、-57.8、-8.1 mm/10 a（圖2）。

2.2.3?日照時(shí)數(shù)變化特征。

年日照時(shí)數(shù)的線性回歸計(jì)算結(jié)果表明，2001—2015年濰坊年日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢，其氣候傾向率為9.7 h/10 a;春季、夏季、秋季、冬季日照時(shí)數(shù)的氣候傾向率分別為30.0、6.7、-50.8、23.8 h/10 a（圖3）。除了秋季日照時(shí)數(shù)減少外，其他季節(jié)的日照時(shí)數(shù)均呈增加趨勢，尤其是春季日照時(shí)數(shù)的增幅最大。

2.3?植物物候與氣候變化的相關(guān)分析

2.3.1?氣象因子對木本植物春季物候期的影響。

以濰坊市常見的5種木本植物的春季物候期與相應(yīng)物候期前溫度、日照、降水進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1月溫度、日照、降水與5種木本植物春季物候相關(guān)性不明顯;2月溫度對5種木本植物春季物候期都有影響，除刺槐展葉期及泡桐展葉、開花期外，均達(dá)顯著水平，2月降水、日照與5種木本植物春季物候期相關(guān)性不明顯;3月溫度與該5種木本植物春季物候期總體上呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即氣溫越高物候期越早。

2.3.2?氣象因子對木本植物秋季物候期的影響。

9—10月氣溫與5種木本植物葉變色期、落葉期呈正相關(guān)，即溫度越高，葉變色期、落葉期越遲。其中10月溫度對刺槐、泡桐落葉期影響最顯著。降水對這5種植物秋季物候期有影響，但不顯著。9月、10月日照對旱柳、刺槐葉變色期、落葉期影響較大，對其他幾種植物影響不顯著。

2.3.3?木本植物物候期變化。大量研究表明，植物物候期變化與一定時(shí)間內(nèi)氣象條件密切相關(guān)[7-8]。結(jié)合表2顯示以及綜合上述分析，溫度是影響濰坊地區(qū)春季物候的最主要?dú)庀笠蜃樱溆绊懼饕性诖杭靖魑锖蚱谇?個(gè)月，日照、降水對植物春季物候期也有一定的影響，但與溫度影響相比較弱。這與文獻(xiàn)[1]研究結(jié)果一致。

3?結(jié)論

（1）2001—2015年濰坊地區(qū)氣候顯著變暖，年平均氣溫、春季平均氣溫、秋季平均氣溫均明顯升高。毛白楊、垂柳、旱柳、刺槐、泡桐的芽開放期逐年提前，展葉期、開花期等春季出現(xiàn)的物候期也相應(yīng)提前，落葉期推遲，植物生長季長度逐年延長。

（2）濰坊地區(qū)5種木本植物春季、秋季物候期對氣溫變化的響應(yīng)較為敏感，對降水、日照等氣象因子的變化響應(yīng)并不明顯。春季溫度與5種木本植物物候期總體呈顯著負(fù)相關(guān)，溫度升高能促進(jìn)植物酶的活性，從而加快植物發(fā)育進(jìn)程，因此氣溫升高使得植物春季物候期明顯提前。溫度對物候期的影響主要集中在物候期前2個(gè)月。

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