摘要
气候变化对地球植物生态系统的影响研究被愈来愈多的科学家所关注。其中植物物候对气候变化的响应是当今生态学和气候学研究的热点之一。我们使用中国物候观测资料，采用统计学方法和数学模拟方法，研究了我国不同地区树木始花期、物候与气温、日照、降水之间的关系；探讨了芽萌动期、开花期、生长季长度与平均气温、积温之间的关系；建立了描述和预报几个木本树种开花期的模拟模型。得到了以下几点主要结论： 1.在各种气候因子中，气温对树木始花期的影响最强，日照次之，降水量最弱。气温升高、日照时数增加，始花期提前；而降水量增加，始花期推迟。气温对始花期的影响主要集中在春季及冬末，春季气温的升高使始花期有提前。春季最高气温对始花期的影响最强，平均气温的影响其次，最低气温的影响最弱。春季树木开花物候与春季气温随年份、年代的波动基本对应，物候期波动幅度小，气温波动幅度相对较大。 2.树木芽的萌动主要受萌动前冬季气温高低的影响，冬季及秋末气温升高使春芽提前萌动。萌动早的芽萌动期长，芽萌动长度随着早春气温的升高而缩短，对温度的变化反应敏感；萌动晚的芽萌动期短，芽萌动长度随着初冬、秋末平均最低温度的升高而延长，对温度变化的反应不太敏感。 3.生长季的长度主要受早春气温的影响，也受秋末气温一定的影响。随着春季温度的升高，生长季开始提前；随着秋、冬末期气温升高，生长季结束期推迟；整个生长季长度相对延长，其春季物候的提前占主导因素。 中国的季风气候强烈影响植物物候，这种影响随植物种类和地区而改变。中国物候观测网1963-1988年期间对树木物候现象进行了观测，我们使用了4种植物紫丁香(SyringaOblataLindl.)，紫荆(CercisChinensisBunge)，刺槐(RobiniaPseudoacaciaL.)，合欢(AlbizziaJulibrissinDurazz)10个站点的开花期记录，以及相应的气候资料，研究了树木物候期对温度变化的响应。这10个站点覆盖了广泛的区域，其纬度变化于25°N-46°N，海拔高度变化于17-1922米。研究结果有以下几点： 1.在欧亚大陆东部的季风气候影响下，树木开花期与春季温度显著相关，对于刺槐开花期提前速率对平均开花期前30-60天平均温度响应在平原地区为2.5-6.5天/℃，在云贵高原对开花前60-90天平均温度的响应为4.7-12.4天/℃，其余三种树木显示了类似的温度影响的纬度变化规律，紫荆开花期提前速率对平均开花期前30-60天平均温度的响应在东部平原地区为2.7-5.9天/℃，在云贵高原对开花前60-90天平均温度的响应为7.1-14.8天/℃；同样合欢在高原地区为13.1天/℃，在平原地区2.4-6.0天/℃；紫丁香开花期提前速率对温度升高的响应在平原地区分别为2.7-4.9天/℃。 2.大气温室效应造成的温度增加特征体现在温度日较差、季节和年际变化等几方面，它们通过不同的途径作用于植物物候的变化。在中国北京1950-2004年期间，由于城市气候变暖的影响，4个树种山桃(PrunusDavidiana)、杏树(Prunusarmeniaca)、刺槐(RobiniaPseudoacaciaL.)和紫丁香(SyringaOblataLindl.)开花期响应温度的增加有显著的提前。由于气候变暖和城市热岛效应对冬季和早春的影响比晚春和初夏更强，早开花品种比晚开花品种的开花期提前更快，因此不同物种之间开花期间隔趋于更大。如在1950-2004年间，早开花品种山桃开花期每十年提前2.9天，而其他品种每十年提前1.5-2.0天。 3.北京山桃和杏树开花与平均温度有更好的相关，而开花较晚的紫丁香与刺槐需要经过更暖的季节才能开花，所以同最高温度有更好的相关。山桃在早春开花，所以对最低温度和平均温度更加敏感(2.88-2.96天/℃)，对最高温度不太敏感(2.46天/℃)。晚开花树种刺槐要经历较暖的季节才能开花，所以对平均温度和最高温度更加敏感(2.45-2.89天/℃)，而对最低温度不太敏感(1.91天/℃)。 4.统计分析显示，北京植物开花对平均开花期前30天的平均温度最敏感。一个物候模型被用来试验4个树种开花期对温度的非线性响应，并用1950-2004年间的资料进行拟合。根据温度响应曲线，拟合的正确性证实了可以通过温度大于0℃的天数来预测春季开花期。
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