科爾沁沙地榆樹物候期變化初探*

韓永增 高亞敏

（1.通遼市林業科學研究院，內蒙古通遼 028000；2.通遼市氣象局，內蒙古通遼 028000）

科爾沁沙地榆樹物候期變化初探*

韓永增1高亞敏2

（1.通遼市林業科學研究院，內蒙古通遼 028000；2.通遼市氣象局，內蒙古通遼 028000）

利用數理統計方法對1987～2014年的科爾沁沙地榆樹物候觀測資料和氣象資料進行研究的結果表明：近28年來，科爾沁沙地的日照時數顯著減少，平均氣溫呈上升趨勢，降水量呈減少趨勢。榆樹花芽開放期呈提前趨勢，展葉期和開花期較常年變化不顯著，葉全變色期和落葉末期均顯著推遲，生長季呈現延長趨勢。平均氣溫是影響榆樹物候期變化的主要因子，與花芽開放期、展葉始期、展葉盛期、開花始期和開花盛期呈負相關關系，而與葉全變色期、落葉末期和間隔日數呈正相關關系。日照時數主要對葉全變色期影響顯著，呈負相關關系。降水量對榆樹物候期變化影響不顯著，可能存在非線性關系。

科爾沁沙地；榆樹；物候變化

物候觀測是氣候變化最直觀的植物信號記錄，物候變化是氣候與自然環境變化的綜合指標[1-4]。通過對物候資料和現象的分析研究，掌握植物物候的變化規律，不僅能清楚地了解氣候的變化情況及其對物候的影響，而且對了解氣候變化對生態系統的影響、尋找緩解氣候變化的措施以及保護生態環境均具有重要的指導意義[5-6]。

科爾沁沙地位于116°21′30″～123°43′00″E，41°41′40″～47°39′20″N，是中國四大沙地之一，屬遼河中游沖積平原，為干旱半干旱地區，是典型的農牧交錯地[7-9]。榆樹(Ulmus pumila)零散生長于科爾沁沙地的中北、東北、東南部，且多分布在固定半固定沙丘上，對于防風固沙起到了很重要的作用。近年來，由于氣候變化及人類活動的影響，導致該地區榆樹大面積減少，嚴重威脅著當地生態環境。因此，探討榆樹減少的自然要因，把握榆樹生長與氣象因子間的對應關系，并進一步為科爾沁沙地的治理提供決策依據已成為擺在我們面前的重要任務。本文針對科爾沁沙地榆樹的物候變化規律進行初步分析和探討，以期更加真實準確地反映科爾沁沙地生態環境的變化及未來發展趨勢，為指導農林業生產提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

資料來源于內蒙古自治區通遼市通遼氣象觀測站1981～2014年的榆樹物候觀測資料和氣象資料。選擇的物候觀測資料包括花芽開放期、展葉始期、展葉盛期、開花始期、開花盛期、葉全變色期和落葉末期等7個物候的出現日期。選擇的氣象資料包括日照時數、平均氣溫和降水量等3個因子的逐月數據。

1.2 數據處理

為研究方便，本文對榆樹物候出現日期轉化為從1月1日開始計算的序日。首先，用回歸分析法分析當地光、熱、水氣象因子以及各物候出現日期的年度變化規律，利用回歸系數與相關系數之間的關系，計算出相關系數并進行顯著性檢驗，通過α=0.05檢驗為顯著，通過α=0.01檢驗為極顯著；其次，采用相關分析法研究物候出現日期年度變化與其前期各月及1～2個月、1～3個月、……1～8個月氣候因子的相關性并進行顯著性檢驗，通過α=0.05檢驗為顯著，通過α=0.01檢驗為極顯著。本文采用EXCEL和SPSS19.0統計軟件進行數據整理和分析。

2 結果與分析

2.1 氣候條件變化規律

從圖1可以看出，日照時數呈逐年減少趨勢，平均減少166.16h/10a，并且達到極顯著水平（r=-0.607，P=0.001）。從圖2可以看出，平均氣溫呈逐年上升趨勢，平均上升0.209℃/10 a，未達到顯著水平（r=0.289，P=0.136）。從圖3可以看出，降水量呈逐年下降趨勢，平均下降38.612 mm/10 a，但沒有達到顯著水平（r=-0.319，P=0.098）。這些氣候條件組成了榆樹物候期變化的基礎。

圖1日照時數年度變化趨勢

圖2 平均氣溫年度變化趨勢

圖3 降水量年度變化趨勢

2.2 榆樹物候期變化規律

從表1可以看出，花芽開放期呈提前趨勢，平均提前1.54 d/10 a，未達到顯著水平；展葉始期和盛期呈現延遲趨勢，分別延遲0.40d/10a和1.15d/10a，未達到顯著水平；開花始期和盛期呈現延遲趨勢，分別延遲0.27 d/10 a和1.36 d/10 a，未達到顯著水平；葉全變色期呈延遲趨勢，平均延遲4.31 d/10 a，達到極顯著水平（r=0.522，P=0.005）；落葉末期也呈現延遲趨勢，平均推遲3.07 d/10 a，達到顯著水平（r=0.434，P=0.024）；從花芽開放期至落葉末期的間隔日數呈現延長趨勢，平均延長4.60 d/10 a，未達到顯著水平。

表1 榆樹物候期變化趨勢

2.3 氣候變化對榆樹物候期的影響

2.3.1日照時數對榆樹物候期的影響

從表2可以看出，日照對葉全變色期的影響最為顯著，均呈負相關，部分時段的影響達到極顯著水平，影響最大的時間段為上年10月到當年5月（r=-0.587）。主要原因就是日照增加有利于葉黃素的生成，促進葉色變黃，導致葉全變色期的提前。花芽開放期僅與當年2月日照呈顯著正相關，即2月日照越多花芽開放越晚。展葉始期和盛期與日照呈非線性關系，開花始期和盛期與日照呈不顯著正相關，落葉末期和間隔日數與日照呈不顯著負相關。此外還可看出，短時間內的日照時數變化幾乎不影響榆樹葉全變色期變化，只有長達3個月及以上的時間段日照變化才會影響葉全變色期變化，說明日照時數不是影響物候變化的關鍵因子。

2.3.2 平均氣溫對榆樹物候期的影響

從表3可以看出，平均氣溫對各個物候期均有顯著影響，其中對花芽開放期影響主要是當年4月及前7個月的平均氣溫，表現為顯著負相關，當年3月～4月的平均氣溫對花芽開放期影響最大（r=-0.603）。對展葉始期和盛期影響主要是當年4月及前7個月的平均氣溫，表現為顯著負相關，影響最大的是當年4月的平均氣溫（r=-0.777和r=-0.699）。對開花始期和盛期影響主要是當年3月～4月的平均氣溫，表現為顯著負相關，影響最大的是當年4月平均氣溫（r=-0.449和r=-0.415）。對葉全變色期影響主要是當年10月及前4個月的平均氣溫，表現為顯著正相關，影響最大的是當年8～10月的平均氣溫（r=0.514）。對落葉末期影響的主要是當年10月及前7個月的平均氣溫，表現為顯著正相關，影響最大的是當年6～10月的平均氣溫（r=0.568）。分析原因主要是氣溫升高有利于打破樹木休眠狀態，促進花芽開放，同時有利于入秋時期的能量積累，推遲樹木進入冬季休眠狀態，這也解釋了間隔日數與平均氣溫的顯著正相關關系。從另一方面看，對物候變化影響最大的時段多為物候出現的前1～3個月，說明平均氣溫是影響榆樹物候期的主要因子。

表2日照時數與榆樹物候期的相關系數

2.3.3 降水量對榆樹物候期的影響

通過各時段的降水量與榆樹各物候出現日期的相關性分析，發現他們之間并不存在顯著相關關系，而且表現各異，如當年3月降水量與花芽開放期、開花始期、開花盛期、展葉始期和展葉盛期呈正相關，與葉全變色期和落葉末期又呈負相關；當年4月降水量與花芽開放期和落葉末期呈負相關，而與其他物候期均呈正相關；當年8月降水量與葉全變色期呈負相關，而與落葉末期又呈正相關；當年9月降水量與葉全變色期呈正相關，與落葉末期呈負相關；當年10月降水量與葉全變色期和落葉末期均呈正相關。可能降水量對物候期的影響是非線性的，有待進一步研究，這也說明降水量并不是影響榆樹物候期變化的關鍵因子，這與楊麗桃等人的研究結果一致[8]。

表3 平均氣溫與榆樹物候期的相關系數

3 結論

3.1 近28年來，科爾沁沙地的日照時數極顯著減少，平均減少166.16 h/10 a；平均氣溫呈不顯著上升趨勢，平均上升0.209℃/10 a，降水量呈不顯著下降趨勢，平均減少38.612 mm/10 a。花芽開放期呈提前趨勢，較常年變化不顯著；展葉期和開花期呈現延遲趨勢，較常年變化不顯著。葉全變色期呈極顯著推遲，平均推遲4.31 d/10 a，落葉末期呈顯著推遲，平均推遲3.07 d/10 a，生長季呈現延長趨勢，較常年變化不顯著。

3.2 平均氣溫是影響榆樹各個物候期變化的主要因子，與花芽開放期、展葉始期、展葉盛期、開花始期和開花盛期呈負相關，而與葉全變色期、落葉末期和間隔日數呈正相關。日照時數主要對葉全變色期影響顯著，呈負相關。降水量對榆樹物候期變化影響不顯著，可能存在非線性關系。

［1］PARMESAN C，YOHE G.A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems［J］.Nature，2003， 421：37-42.

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第1作者簡介：韓永增（1985-），男，林業工程師，碩士，主要從事林業生產、科技推廣等工作。

Preliminary Study on Phenological Changes of Vlmus pumila in Horqin Sandy Land

HANYongzeng
（Tongliao Academy of Forestry,Inner MongdiaTongliao028000）

The phenological changes of Vlmus pumila and the climate changes during the period of 1987～2014 in Horqin sandy land were discussed by the mathematical statistics method.The results showed that in the past 28a to significantly reduce the sunshine hours,the temperature showed an upward trend, precipitation decreasing.Flower bud opening period showed an early trend,leave unfolding primary and prevailing phases,and blossoming primary and prevailing phase did not change significantly,leave coloring phase and leave falling ending phase were significantly delayed,the growing season showed increasing trend. The temperature is the main factor affecting phenology,was negatively correlated with the flower buds opening phase,leave unfolding primary and prevailing phases,blossoming primary and prevailing phases, while positively correlated with leave coloring phase and leave falling ending phase.Sunshine hours mainly effect of leave coloring phase,showed a negative correlation.

Horqin sandy land;Vlmus pumila;Phenological changes

S716.5，S717.19+3

A

2017-02-20

（責任編輯：張亞楠）

1001-9499（2017）04-0013-04

*內蒙古自治區通遼市氣象局科技創新項目“氣候變化對通遼市動植物物候的影響”（201509）