近 40年中国东部木本植物秋季叶全变色期变化

来源:中国农业气象 2015-06-12 15:17:24

    物候是受环境影响而出现的以年为周期的自然现象。物候变化不仅可以敏感地指示全球气候变化,还与农业生产、卫生健康( 如致敏花粉对人类健康的影响)、生态学过程( 碳、氮、水循环) 等密切相关。1906 -2005, 全球平均气温上升了 0. 74 ±0. 18。随着全球气候变暖,春、秋季的起止日期正在发生变化,许多动植物通过改变与此相关的同步活动以适应变暖带来的生长季变化。由于秋季物候资料相对缺乏,与春季物候相比,秋季物候的研究成果相对较少。为此, 本研究拟根据中国物候观测网的植物秋季叶全变色期资料,初步探讨近 40a 中国东部地区木本植物秋季物候变化及其对气候增暖的响应,这对丰富物候与全球气候变化关系的研究具有重要意义。

      研究区概况

     研究区为北起哈尔滨、南至桂林、西至重庆的区域,气候自北向南跨越了中温带、暖温带、亚热带等温度带,且多为湿润或半湿润季风气候。这一地区的生物多样性非常丰富,是研究自然物候对气候变化响应的理想场所。

     资料来源

     本文所用的物候资料来自中国物候观测网,包括 1962-1968 1971-1996 2003-2008年中国东部 17个观测站 的植物秋季叶全变色期资料。根据观测时长、连续性好、覆盖面广的原则,结合《中国自然历选编》、《中国自然历续编》对物候季节的划分标准,在每个站点选择以17种主要木本植物中的 1 2 ( 24个叶全变色期序列 ) 进行分析。具体树种包括: 榆树( Ulmus pumila ) 、刺槐 ( Robinia pseudoacacia ) 、元宝枫( Acer truncatum) 、白桦(Betula platyphylla ) 、色木槭( Acer mono )、柿( Diospgros kaki) 、枣( Ziziphus jujuba ) 、接骨木( Sambucus williamsii ) 、木槿 ( Hibiscus syriacus) 、梧桐( Firmiana platanifolia ) 、白蜡(Fraxinus chinensis) 、构树 ( Broussonetia papyrifera ) 、水杉( Metasequoiag lyptostroboides ) 、二球悬铃木 ( Platanus acerifolia ) 、楝 (Melia azedarach ) 、枫 香树( Liquid ambarformosana ) 、栾树 ( Koelreu teriapaniculata ) 。所用气象资料来自中国气象局气象科学数据共享服务网,包括 1962 -2008 年相应站点的气温日值。

    研究方法

     为了便于分析,将研究区内 17个观测站点划分为东北地区( 哈尔滨、长春、沈阳) 、华北地区( 北京、聊城、呼和浩特、洛阳、西安) 、东南地区( 扬州、上海、南昌) 和中南及西南地区( 武汉、重庆、常德、长沙、贵阳、桂林) 进行研究。对物候观测数据进行审查和剔除( 剔除正负3倍标准差之外的数据) ,将数据以 1 1日为起点处理成年序天数序列( 即计算观测值距离 1 1日的天数) ,计算每个物候序列各年观测值相对于全部观测值的距平值,然后统计上述地区各年代正距平年次占所有观测年次的比例。同时,采用线性趋势分析法对各物候序列进行物候变化趋势分析,并建立叶全变色期与平均叶变色期前 3旬的日平均最低气温的线性回归模型。

     结果表明 

    40a ,中国东部地区木本植物秋季叶全变色期变化总体表现为推迟的趋势,推迟的幅度为 3. 7d · ( 10a ) -1; 从年代上看, 20世纪 80年代后木本植物叶全变色期的推迟趋势明显; 最低气温每升高或降低 1,植物叶全变色期平均推迟或提前约 3d; 气候增暖可能是导致植物叶变色期推迟的主要原因之一。结果对丰富物候与全球气候变化关系研究具有重要意义。