贵阳木本植物物候对气候变化的响应

来源:地理研究第28卷第6期 2015-05-13 11:14:03

     自然物候变化作为指示气候等自然环境要素变化的一种重要综合指标, 不但能直观地指示自然季节的变化, 而且还能表现出动植物生命现象对自然环境变化的响应和适应。在全球气候变暖背景下, 许多动植物通过改变不同季节的物候状况来适应这种变化, 物候对全球变暖的响应研究已经成为全球变化研究关注的热点。  

    研究资料

    本文采用的物候资料均来自中国物候观测网 ( China s  Phenological Observation Network), 依据序列较长、 连续性较好的原则选取了包括观测期内 ( 1978 1995 , 2003 2007 )71 个物种春季芽膨大期、 展叶始期、 始花期和秋季叶完全变色、 落叶末期共计192 条记录, 其中, 常绿和落叶木本植物分别有18 种和53 , 涉及种子植物 39 , 58属。在 71 个物种中, 热带成分属的物种有19 , 温带成分属的物种有 28 , 中国特有成分属的物种有 4, 其他成分属的物种有20 种。在各物候序列中, 芽膨大序列54 ,展叶序列61 , 始花期序列49 , 叶完全变色序列13 , 落叶末期序列15 条。气象资料来自中国气象局科学数据共享服务网提供的气温、 降水和日照的月值和日值资料。

    研究方法

    统计贵阳站 1978 2007 年间的气候要素,用趋势分析方法分析贵阳站年和季节气候变化情况,并对其多年变化进行线性趋势拟合; 而后利用线性回归方法分析各物候期的年变化趋势,统计各物候期提前趋势、无明显变化和推迟趋势的个数,得出不同春秋季物候期的变化特点;计算物候期与各气象要素( 温度、降水和日照) 的相关系数, 并拟合相关气象要素指标对物候期的影响程度, 试图找出亚热带高原地区影响植物物候的决定性因子。 

    主要结论

    (1)1978 年以来, 贵阳的年平均气温显著下降, 有别于我国气候变暖的大趋势, 特别是升温明显的华北、 东北地区。月平均气温的变化趋势与年平均气温的变化趋势并不完全一致, 早春2 月的气温呈现升高趋势, 夏季、 秋季、 冬季都呈现降低趋势。其中, 夏季气温的明显下降是造成年平均气温下降的最主要原因。

    (2)1978 2007 年间, 贵阳站春季物候期主要呈现提前趋势, 秋季物候期主要呈现推迟趋势。过去30 年间, 春季芽膨大期平均提前 17 , 展叶始期平均提前15. 5 ,始花期平均提前 16. 7 ;秋季叶完全变色期推迟了19 , 落叶末期推迟了14. 3 天。

    (3)贵阳站春季物候期变化主要受春季气温影响, 特别是植物平均物候期当月和前一月的气温对春季物候期早晚的影响非常显著, 其中2 月月平均气温是影响春季三种物候期的最关键气象因子。2 月月平均气温每上升1, 芽膨大期、 展叶始期和始花期分别提前3. 4 天、 3. 3 天和3. 1 天。此外, 贵阳站春季物候期还与上一年9 月降水和当年2 月的日照时数有明显的相关关系。上一年9 月降水量增加, 春季物候期推迟, 当年 2月日照时数增加, 春季物候期提前。但秋季物候期受气温、 降水、 日照这3 种气象要素的影响并未表现出明显的规律性。

     

    值得注意的是, 与国内外其他春季物候研究的结论相一致, 贵阳站春季物候具有明显提前趋势。但是, 在本研究时段, 贵阳年平均气温显著下降。春季物候变化与年平均气温的变化并不一致。究其原因, 春季物候期与 2 月气温显著相关。过去 30 , 贵阳 2 月月均温有较明显的升高趋势, 因此, 春季物候期的提前或推迟是由物候期前一月或数月的气温决定的, 和年平均气温的相关性不大。某种意义上, 贵阳的春季植物物候对气候变化的响应较为敏感。

    贵阳站部分物种的春季物候期和上一年9 月降水量有明显的正相关关系, 9 月降水量增加, 春季物候期推迟。这可以解释为, 夏秋降水入渗成为土壤水分水贮存于地下, 9月份基本上是贵阳雨季的末期, 之后土壤蒸发和植物蒸腾作用降低。增加的土壤水分会影响春季土壤温度, 进而影响植物春季物候期, 使之推后。因此, 秋季降水对较早的春季物候影响更大。春季发生较早的芽膨大期和前年9 月降水量的相关性, 明显大于稍晚出现的展叶始期和始花期与 9月降水量的相关性。

    贵阳市秋冬季物候期的推迟现象与国内外其他研究一致, 但是鉴于秋季物候的复杂性和高原气候多变的特征, 秋冬季物候期变化与环境因子之间关系有待于进一步研究。