西安和寶雞木本植物花期物候變化及溫度敏感度對(duì)比

陶澤興,葛全勝,徐韻佳,2,王煥炯,*

1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100101 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

植物物候指植物隨氣候的季節(jié)性變化而發(fā)生的周期性生長(zhǎng)發(fā)育事件[1]。由于這些生長(zhǎng)發(fā)育事件的發(fā)生時(shí)間容易受氣候變化影響,因此植物物候是全球變化敏感的指示器[2]。其年際變化能夠反映氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響[3-4]。植物的葉物候影響光合作用的起始和結(jié)束,從而改變生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力[5]。植物的花期物候變化還可以造成植物開(kāi)花時(shí)間與傳粉者活動(dòng)時(shí)間的不匹配,從而影響生物多樣性[6-7]。除對(duì)氣候變化響應(yīng)外,植物物候變化通過(guò)改變地表物理特性(影響地表粗糙度、反照率)和生物地球化學(xué)循環(huán)(水、碳、氮循環(huán))的方式,對(duì)氣候系統(tǒng)產(chǎn)生反饋?zhàn)饔肹1]。因此研究植物物候變化及對(duì)氣候變化的響應(yīng)具有重要意義。

長(zhǎng)時(shí)間地面物候觀測(cè)資料表明,北半球溫帶地區(qū)的木本植物在近幾十年發(fā)生了顯著變化[2,8- 10]。例如,基于地面物候觀測(cè)資料的薈萃分析結(jié)果表明,中國(guó)地區(qū)的春、夏季物候期在1960到2011年平均提前趨勢(shì)為2.75 d/10a[11]。歐洲6種植物的始花期在1970年到2010年間以2—9 d/10a的速率提前[12]。北美地區(qū)木本植物的春季物候也出現(xiàn)了類(lèi)似的變化[8]。此外,物候變化在不同地區(qū)或溫度帶的差異得到廣泛關(guān)注。例如在我國(guó),溫帶地區(qū)木本植物春季物候的提前趨勢(shì)明顯強(qiáng)于亞熱帶地區(qū)[13]。除區(qū)域尺度物候變化研究外,小尺度的物候變化研究主要在單站點(diǎn)進(jìn)行[14-15],這是因?yàn)槲锖虻孛嬗^測(cè)多基于有限數(shù)量的站點(diǎn)開(kāi)展。單站點(diǎn)的物候變化是否能夠反映整個(gè)氣候區(qū)的變化還有待深入研究。

已有研究表明,相比于其他環(huán)境因子,溫度對(duì)木本植物的物候變化起主導(dǎo)作用[16-17]。因此,觀測(cè)到的春季物候期提前趨勢(shì)與全球的增溫趨勢(shì)顯著相關(guān)。在衡量植物物候?qū)鉁刈兓憫?yīng)的方向和程度時(shí),常用到的指標(biāo)是溫度敏感度,即溫度每升高1℃,植物物候期變化的天數(shù)[18]。溫度敏感度存在較大的種間差異。例如,在歐洲,英國(guó)385種植物的始花期觀測(cè)記錄表明,花期前一個(gè)月氣溫每升高1°C,花期平均提前1.7到6.0 d[19]。美國(guó)馬薩諸塞州20種植物開(kāi)花始期對(duì)開(kāi)花前兩個(gè)月溫度的響應(yīng)敏感度在-6.2 d/℃到-3.2 天/℃之間[20]。溫度敏感度在不同區(qū)域也有明顯差異。例如,美國(guó)的紫丁香(Syringaoblata)和什錦丁香(Syringachinensis)始花期的溫度敏感度在低緯度地區(qū)更高[21]。該研究表明,對(duì)于同一物種而言,在單站點(diǎn)計(jì)算的溫度敏感度難以推廣到不同氣候區(qū)的其他站點(diǎn)。但迄今為止,尚未有研究驗(yàn)證了同一氣候區(qū)的不同站點(diǎn)間植物春季物候期對(duì)溫度響應(yīng)敏感度的一致性。

根據(jù)中國(guó)氣候區(qū)劃[22],西安和寶雞均位于暖溫帶濕潤(rùn)區(qū)的汾渭平原,氣候類(lèi)型一致,且在中國(guó)物候觀測(cè)網(wǎng)均有豐富的歷史觀測(cè)數(shù)據(jù),是研究同一氣候區(qū)不同站點(diǎn)間物候變化及對(duì)溫度的響應(yīng)是否一致的理想研究區(qū)。本文以1987—2016年西安和寶雞站的開(kāi)花始期和開(kāi)花末期觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用回歸分析法計(jì)算了兩個(gè)站點(diǎn)21種共有植物的花期物候變化趨勢(shì),比較了各物種花期物候?qū)囟茸兓憫?yīng)的敏感度差異。本文研究目標(biāo)是探究單站點(diǎn)的物候變化及對(duì)溫度變化響應(yīng)在同一氣候區(qū)內(nèi)是否具有可推廣性。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究站點(diǎn)概況

本文選擇西安(34.21°N,108.97°E)和寶雞(34.37°N,107.10°E)兩個(gè)站點(diǎn)為代表,比較植物花期物候變化及其對(duì)溫度響應(yīng)敏感度的差異(圖1)。之所以選擇這兩個(gè)站點(diǎn),是因?yàn)樗鼈儗儆谕粴夂騾^(qū),且都是中國(guó)物候網(wǎng)(http://www.cpon.ac.cn/)長(zhǎng)期開(kāi)展物候觀測(cè)的站點(diǎn),數(shù)據(jù)連續(xù)性好,共有物種多。兩站點(diǎn)緯度相近,直線(xiàn)距離約170 km,但由于西安氣象站所處的海拔(398 m)低于寶雞(590 m),因此其多年均溫(14.09°C)平均比寶雞(11.97°C)高2.12°C (圖1)。從降水量來(lái)看。兩站點(diǎn)的降水都主要集中在7—9月,這三個(gè)月的降水量約占全年總降水量的一半,但西安的年降水量(536.70 mm)比寶雞(645.90 mm)少109.2 mm。

圖1 1987—2016年兩個(gè)站點(diǎn)的逐月溫度與降水平均值Fig.1 The mean monthly temperature and precipitation at two sites during 1987—2016

1.2 物候與氣象數(shù)據(jù)

本研究各物種的開(kāi)花始期(first flowering date,FFD)和開(kāi)花末期(end of flowering date,EFD)數(shù)據(jù)來(lái)自于“中國(guó)物候觀測(cè)網(wǎng)”。開(kāi)展物候觀測(cè)的地點(diǎn)分別為西安植物園和寶雞植物園。為進(jìn)行溫度敏感度計(jì)算和分析,首先需要對(duì)物候記錄進(jìn)行篩選,保證所選物種在兩個(gè)站點(diǎn)相同年份有對(duì)應(yīng)的開(kāi)花始期和開(kāi)花末期觀測(cè)記錄,以消除由于物候觀測(cè)年份不同導(dǎo)致的誤差。另外,各物種在1987—2016年間的物候觀測(cè)年數(shù)需大于10年,以便于溫度敏感度的計(jì)算。綜上,篩選后的木本植物共計(jì)21種,包括8種喬木,12種灌木和1種藤本植物(表1)。其中,大部分植物在1997—2002年和2009—2010年兩時(shí)段無(wú)物候觀測(cè)記錄(圖2)。

觀測(cè)站點(diǎn)的逐日平均氣溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.gov.cn/)的“中國(guó)地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(V3.0)”。但該數(shù)據(jù)集中西安站的氣溫?cái)?shù)據(jù)僅覆蓋1951—2008年,而西安氣象站遷站后的涇河站氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)從2006年一直延續(xù)至今。因此,本文用西安和涇河站重疊觀測(cè)時(shí)段(2006—2008年)的氣溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)站點(diǎn)每日的平均氣溫差異,將涇河站2006年至今的氣溫?cái)?shù)據(jù)均一化到西安,得到1951年至今西安站的完整氣溫序列,用于后續(xù)的敏感度分析[23]。同理,數(shù)據(jù)集中寶雞站的氣溫?cái)?shù)據(jù)僅覆蓋1951—2008年,本文利用最近的鳳翔站(2005至今)的氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行均一化,得到1951至今寶雞站的完整氣溫序列。西安氣象站與西安植物園的距離為11.0 km,海拔僅相差38.5 m；而寶雞氣象站與寶雞植物園的距離為3.3 km,海拔基本相同。因此,本文所采用的氣象數(shù)據(jù)能夠代表物候觀測(cè)點(diǎn)的實(shí)際氣候狀況。

1.3 研究方法

為研究西安和寶雞站所有植物物候期年際變化的整體態(tài)勢(shì),將各物種的開(kāi)花始期或開(kāi)花末期與年份進(jìn)行線(xiàn)性回歸分析,回歸方程的斜率即為物候期年際變化趨勢(shì)。其次,本研究對(duì)比了兩站點(diǎn)同種植物的開(kāi)花始期和開(kāi)花末期變化趨勢(shì)的異同,并使用t-檢驗(yàn)檢測(cè)兩站點(diǎn)的物候變化趨勢(shì)均值是否有顯著差異。

為計(jì)算花期對(duì)溫度響應(yīng)的敏感度(ST),首先需要確定溫度對(duì)花期影響最為顯著的時(shí)段。對(duì)每個(gè)物種的開(kāi)花始期時(shí)間序列,計(jì)算所有記錄年份的平均開(kāi)花始期和平均開(kāi)花末期,以多年平均開(kāi)花始期前1 d,2 d…到180 d劃分180個(gè)時(shí)段,分別計(jì)算每一時(shí)段平均溫度與開(kāi)花始期時(shí)間序列的相關(guān)系數(shù)[24]。相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的時(shí)段即為該物種對(duì)溫度變化響應(yīng)的最優(yōu)區(qū)間。對(duì)于各物種的開(kāi)花末期,最優(yōu)區(qū)間的起點(diǎn)與開(kāi)花始期相同,終點(diǎn)為多年平均開(kāi)花末期。

表1 研究涉及的物種信息

圖2 1987—2016年西安和寶雞逐年開(kāi)花始期和開(kāi)花末期記錄數(shù)量Fig.2 The number of records for first flowering date and end of flowering date at each site during 1987—2016

植物物候在時(shí)間上對(duì)溫度的響應(yīng)敏感度(STt)用物候期時(shí)間序列與最優(yōu)區(qū)間平均溫度時(shí)間序列的回歸方程斜率來(lái)表征：

Phe=STt×Top+a+ε

(1)

其中,Phe表示開(kāi)花始期或開(kāi)花末期,Top表示最優(yōu)區(qū)間的平均氣溫,a為截距,ε為誤差項(xiàng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩站點(diǎn)溫度變化趨勢(shì)對(duì)比

去除物候觀測(cè)數(shù)據(jù)缺失的1997—2002年和2009—2010年兩個(gè)時(shí)段后,1987—2016年西安和寶雞各月溫度均呈升高趨勢(shì)(圖3)。就西安站而言,除了1月和9月外,其余各月的升溫趨勢(shì)都顯著。3月的溫度升高趨勢(shì)最大,達(dá)0.21°C/年。寶雞3月、4月和6月平均溫度的升高趨勢(shì)顯著,但升溫速率明顯低于西安。寶雞溫度變化最大的月份也是3月,升溫趨勢(shì)達(dá)到0.14°C/年,其余月份增溫趨勢(shì)均不超過(guò)0.1°C/年。

圖3 1987—2016年西安和寶雞逐月溫度變化趨勢(shì)Fig.3 The temporal trend of monthly temperature at Xi′an and Baoji during 1987—2016

2.2 花期變化趨勢(shì)對(duì)比

總體而言,西安和寶雞各物種開(kāi)花始期的變化均以提前為主(圖4),平均變化趨勢(shì)分別為-0.57 d/a和-0.29 d/a,兩者存在顯著差異(t-檢驗(yàn))。其中,西安所有物種的開(kāi)花始期均呈提前趨勢(shì),提前趨勢(shì)顯著的物種占比66.67%(P<0.05)。紫薇的提前趨勢(shì)最大,達(dá)到-1.56 d/a。寶雞開(kāi)花始期提前的物種占總物種數(shù)的85.7%,顯著提前的比例為42.86%(P<0.05),但這些物種提前趨勢(shì)均小于0.80 d/a。就開(kāi)花末期而言,西安和寶雞各物種的平均變化趨勢(shì)分別為-0.37 d/a和-0.26 d/a,兩者差異不顯著(t-檢驗(yàn))。在西安和寶雞,開(kāi)花末期提前的物種分別占總物種數(shù)的90.48%和66.67%,顯著提前的比例分別為47.62%和57.14%(P<0.05)。

圖4 1987—2016年各物種開(kāi)花始期和開(kāi)花末期變化趨勢(shì)的頻率分布Fig.4 The frequency distribution of interannual trend (1987—2016) in the first flowering date and end of flowering date虛線(xiàn)表示變化趨勢(shì)的平均值

對(duì)比西安和寶雞各物種花期的變化趨勢(shì)可以看出(圖5),除兩個(gè)物種(胡桃和毛白楊)外,其余物種開(kāi)花始期在西安的提前趨勢(shì)要明顯大于在寶雞的提前趨勢(shì)。其中,紫薇開(kāi)花始期在西安的提前趨勢(shì)(-1.56 d/a)是其在寶雞提前趨勢(shì)(-0.39 d/a)的約4倍。就開(kāi)花末期而言,不同物種在兩站點(diǎn)的趨勢(shì)均分布在1∶1線(xiàn)附近,且顯著相關(guān)。約有一半物種的開(kāi)花末期在西安的提前趨勢(shì)大于其在寶雞的提前趨勢(shì)(分布在1∶1線(xiàn)的左上方),這些物種大多數(shù)為花期較晚的物種。相反,花期較早的植物開(kāi)花末期的提前趨勢(shì)在寶雞更明顯(分布在1∶1線(xiàn)的右下方)。

圖5 各物種在西安和寶雞開(kāi)花始期和開(kāi)花末期的變化趨勢(shì)對(duì)比Fig.5 The comparison of temporal trend in the first flowering date and end of flowering date in Xi′an and BaojiFFD：開(kāi)花始期 First flowering date；EFD：開(kāi)花末期 End of flowering date

圖6 西安和寶雞各物種花期年際變化的相關(guān)系數(shù)及所有物種開(kāi)花始期和開(kāi)花末期均值的逐年變化Fig.6 Correlation coefficients between the flowering phenophases of Xi′an and Baoji and interannual changes in the mean first flowering date and end of flowering date of all species

從西安和寶雞開(kāi)花始期和開(kāi)花末期年際變化的相關(guān)系數(shù)上看(圖6),大部分物種開(kāi)花始期和開(kāi)花末期的年際變化在兩個(gè)站點(diǎn)間具有一致性,平均相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.82和0.67。除木瓜外,其余物種的開(kāi)花始期在西安和寶雞的年際變化都顯著相關(guān)(P<0.05)。對(duì)于大部分物種(76.19%),開(kāi)花末期的年際變化在兩個(gè)站點(diǎn)間也顯著相關(guān)。所有物種逐年平均的開(kāi)花始期在兩個(gè)站點(diǎn)均呈現(xiàn)顯著的提前趨勢(shì),在西安每年提前1.08 d,在寶雞每年提前0.88 d。兩個(gè)站點(diǎn)最晚的平均開(kāi)花始期都出現(xiàn)在1988年,分別為5月3日(序日：124)和5月6日(DOY：126)。最早的平均開(kāi)花始期都出現(xiàn)在2007年,均為3月18日(序日：78)。最早和最晚的平均開(kāi)花始期相差約一個(gè)半月。所有物種開(kāi)花末期的均值在西安和寶雞的變化趨勢(shì)較為接近,分別為-0.99 d/a和-1.00 d/a(P<0.01)。開(kāi)花末期的年際變化和開(kāi)花始期呈現(xiàn)較好的同步性,兩個(gè)站點(diǎn)最晚和最早的平均開(kāi)花末期均同樣出現(xiàn)在1988年和2007年。最晚的平均開(kāi)花末期(5月23日)和最早的平均開(kāi)花末期(4月7日)也相差近一個(gè)半月。

2.3 植物對(duì)氣溫變化響應(yīng)的最優(yōu)區(qū)間對(duì)比

從植物響應(yīng)氣溫變化的最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度來(lái)看(圖7),在西安,各物種開(kāi)花始期與之前54 d的平均氣溫最相關(guān),在寶雞主要受之前43 d的平均氣溫影響。在寶雞,開(kāi)花始期最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度在物種間的差異相對(duì)西安較大,最長(zhǎng)和最短的最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度相差達(dá)91 d。開(kāi)花末期響應(yīng)氣溫變化的最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度均值在西安和寶雞分別為76 d和62 d。通過(guò)各物種多年平均物候期和最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度的線(xiàn)性相關(guān)分析可以看出,開(kāi)花越晚的物種,開(kāi)花始期對(duì)氣溫響應(yīng)的最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度越長(zhǎng),且這一關(guān)系在西安顯著(P<0.05,圖7)。開(kāi)花末期也表現(xiàn)出相同的規(guī)律,即開(kāi)花結(jié)束越晚的物種,開(kāi)花末期對(duì)氣溫響應(yīng)的最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度越長(zhǎng)。開(kāi)花末期每晚1 d,最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度在西安和寶雞分別長(zhǎng)0.52 d(P<0.01)和0.29 d(P<0.05)。

圖7 各物種最優(yōu)區(qū)間長(zhǎng)度及其與平均物候期(1987—2016)的關(guān)系Fig.7 Length of the optimal period and its relationship with mean phenophases during 1987—2016 for each species 箱圖的上下端分別表示四分位數(shù),豎線(xiàn)的兩端分別表示最大值和最小值,箱內(nèi)方形和橫線(xiàn)分別表示平均值和中位數(shù)

2.4 植物開(kāi)花物候?qū)囟鹊捻憫?yīng)敏感度

從各物種花期物候?qū)囟鹊捻憫?yīng)程度來(lái)看(圖8),西安和寶雞所有物種開(kāi)花始期對(duì)溫度響應(yīng)的敏感度均為負(fù)值,即溫度升高,開(kāi)花始期提前。開(kāi)花始期的溫度敏感度在西安均顯著,在寶雞只有2個(gè)物種不顯著。在西安,紫薇和迎春始花期的溫度敏感度分別為-12.01 d/℃和-12.47 d/℃,明顯大于寶雞(-2.24和-4.05 d/℃)。除這兩個(gè)物種外,其余19種物種開(kāi)花始期對(duì)溫度的響應(yīng)敏感度在兩個(gè)站點(diǎn)較為相近,均在-2 d/℃到-6 d/℃之間,且平均值無(wú)顯著差異(t檢驗(yàn))。19種植物在兩個(gè)站點(diǎn)間敏感度的平均絕對(duì)差異為0.73 d/℃。

就開(kāi)花末期而言,除寶雞的紫薇外,其他物種在兩站點(diǎn)的開(kāi)花末期溫度敏感度均為負(fù)值。開(kāi)花末期的溫度敏感度均值在西安和寶雞分別為-3.36 d/℃和-3.30 d/℃(差異不顯著),平均絕對(duì)差異為1.31 d/℃。開(kāi)花末期溫度敏感度在-5 d/℃到-2 d/℃之間的物種數(shù)最多,分別達(dá)到總數(shù)量的90.48%和85.71%。

圖8 西安和寶雞各物種開(kāi)花始期和開(kāi)花末期對(duì)氣溫響應(yīng)的敏感度對(duì)比Fig.8 The comparison of temperature sensitivity (ST) of first flowering date and end of flowering date for different species between Xi′an and Baoji前兩行圖中的虛線(xiàn)表示平均值;第三行圖中的虛線(xiàn)表示1∶1線(xiàn)

3 討論

本文發(fā)現(xiàn)1987到2016年大部分物種的開(kāi)花始期和開(kāi)花末期均呈提前趨勢(shì),其中西安和寶雞各物種開(kāi)花始期的平均變化趨勢(shì)分別為-0.57 d/a和-0.29 d/a。之前的研究表明,1963—2007年西安34種木本植物開(kāi)花始期的平均變化趨勢(shì)為-0.20 d/a[25],小于本文結(jié)果,可能與物種和研究時(shí)段選擇的差異有關(guān)。各物種開(kāi)花始期在西安的提前趨勢(shì)約為寶雞的兩倍,這表明即使在同一氣候區(qū),植物的物候變化仍可能存在較大差異。因此,單站點(diǎn)的物候變化并不能夠反映整個(gè)氣候區(qū)的物候變化。在本研究中,不同站點(diǎn)春季溫度變化差異是造成物候變化差異的最主要原因。例如,西安3月的增溫趨勢(shì)為0.21°C/年,而寶雞3月的增溫速率僅為0.14 °C/年。

本文計(jì)算的西安和寶雞大部分物種開(kāi)花始期對(duì)溫度的響應(yīng)敏感度在-5 d/℃到-2 d/℃之間。除紫薇和迎春外,其余物種開(kāi)花始期的平均溫度敏感度在兩個(gè)站點(diǎn)分別為-3.93 d/℃和-3.77 d/℃。這與前人在溫帶地區(qū)的研究結(jié)果相近。例如,Dai等[10]研究發(fā)現(xiàn)西安42種植物開(kāi)花始期的溫度敏感度均值為-4.34 d/℃。但和亞熱帶地區(qū)的研究相比,本文兩個(gè)站點(diǎn)開(kāi)花始期的敏感度相對(duì)較小。例如,貴陽(yáng)1980—2014年60種木本植物開(kāi)花始期的平均溫度敏感度達(dá)到-5.75 d/℃[26]。西安和寶雞所有物種開(kāi)花末期的平均溫度敏感度分別為-3.36 d/℃和-3.30 d/℃,這與1978—2014年牡丹江40種植物開(kāi)花末期的溫度敏感度(春季開(kāi)花植物-3.30 d/℃,夏季開(kāi)花植物-3.50 d/℃)非常接近[24]。

木本植物開(kāi)花始期和開(kāi)花末期對(duì)溫度響應(yīng)的敏感度在兩個(gè)站點(diǎn)間無(wú)顯著差異,表明在研究植物物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)時(shí),可以將單站點(diǎn)的溫度敏感度推廣到同一氣候區(qū)其他站點(diǎn)使用。例如,當(dāng)某站點(diǎn)無(wú)相關(guān)植物物候數(shù)據(jù)時(shí),可用相鄰站點(diǎn)對(duì)應(yīng)植物的溫度敏感度進(jìn)行物候變化趨勢(shì)的推演。根據(jù)中國(guó)氣候區(qū)劃方案[22],可將44個(gè)氣候區(qū)(除青藏高原外)分別設(shè)置物候觀測(cè)站點(diǎn),以最小的人力成本獲得全國(guó)大部分地區(qū)植物對(duì)氣候變化的響應(yīng)規(guī)律。

此外,本研究還發(fā)現(xiàn),兩個(gè)站點(diǎn)開(kāi)花始期的溫度敏感度均大于開(kāi)花末期(圖8),說(shuō)明更早的物候期可能比更晚的物候期對(duì)溫度變化的響應(yīng)更強(qiáng)[27-28]。這也在一定程度上解釋了兩站點(diǎn)開(kāi)花始期的提前趨勢(shì)比開(kāi)花末期更加明顯的規(guī)律(圖6)。另外,開(kāi)花始期的溫度敏感度高于開(kāi)花末期也會(huì)造成花期持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),例如西安38種植物的花期長(zhǎng)度在1963—2014年以0.42 d/10a的速率延長(zhǎng)[29]。

4 結(jié)論

本文基于中國(guó)物候觀測(cè)網(wǎng)的物候觀測(cè)數(shù)據(jù),利用回歸分析方法計(jì)算了1987—2016年位于同一氣候區(qū)的西安和寶雞21種共有木本植物的物候變化趨勢(shì)及其對(duì)溫度的響應(yīng)敏感度,比較了站點(diǎn)間物候變化及對(duì)溫度變化響應(yīng)的異同。主要結(jié)論如下：

(1) 西安和寶雞各物種的開(kāi)花始期和開(kāi)花末期均以提前趨勢(shì)為主。西安和寶雞開(kāi)花始期的平均變化趨勢(shì)分別為-0.57 d/a和-0.29 d/a,開(kāi)花末期的平均變化趨勢(shì)分別為-0.37 d/a和-0.26 d/a。除胡桃和毛白楊外,其余物種開(kāi)花始期在西安的提前趨勢(shì)要明顯大于在寶雞的提前趨勢(shì),而開(kāi)花末期在兩站點(diǎn)的提前趨勢(shì)相近。因此,在同一氣候區(qū)的不同站點(diǎn),植物特定物候期的變化趨勢(shì)差異較大,單站點(diǎn)的物候變化不能代表整個(gè)氣候區(qū)的物候變化。

(2) 各物種平均而言,開(kāi)花始期在西安和寶雞分別受之前54 d和43 d的均溫影響,開(kāi)花末期分別受之前76 d和62 d的均溫影響。除紫薇和迎春外,同一物種在兩個(gè)站點(diǎn)的溫度敏感度差異較小。在西安和寶雞,各物種開(kāi)花始期的平均溫度敏感度分別為-3.93 d/℃和-3.77 d/℃,開(kāi)花末期的溫度敏感度分別為-3.36 d/℃和-3.30 d/℃。兩站點(diǎn)所有物種的溫度敏感度均值無(wú)顯著差異。因此,單站點(diǎn)的溫度敏感度可以較好的反映同一氣候區(qū)內(nèi)其他站點(diǎn)的植物物候-氣候關(guān)系。