西峰黃土高原冬春季氣溫對車前物候期的影響*

張紅妮

（慶陽市氣象局，甘肅 西峰 745000）

1 概述

物候指自然環(huán)境中植物、動物生命活動的季節(jié)現(xiàn)象和在一年中特定時間出現(xiàn)的某些氣象、水文現(xiàn)象。它包括植物的發(fā)芽、展葉、開花、果實成熟、葉變色、落葉等；候鳥、昆蟲以及其他動物初見、初鳴、絕見、終鳴等；霜、雪、閃電、雷聲、結(jié)冰等氣象、水文現(xiàn)象。為區(qū)別于作物與人工飼養(yǎng)動物的物候，對非人工影響或很少受人工影響在自然條件下的植物和動物的物候及氣象、水文現(xiàn)象統(tǒng)稱為自然物候。對物候現(xiàn)象按統(tǒng)一的規(guī)則進行觀察和記載，就是物候觀測。物候現(xiàn)象是生物節(jié)律與環(huán)境條件的綜合反映。它不僅反映了當時的天氣條件，而且反映了過去一段時間氣象條件影響的累積情況。物候觀測資料可以預告農(nóng)事活動，對作物引種、布局，園林建設，農(nóng)業(yè)氣象預報、情報，農(nóng)業(yè)氣候?qū)ｎ}分析以及區(qū)域氣候和古氣候的研究，編制自然歷等方面有廣泛的應用價值。

自然物候觀測主要分為木本植物，草本植物，候鳥、昆蟲、兩棲類動物，氣象、水文現(xiàn)象等幾大類觀測。關于隴東黃土高原氣象因子對木本植物蘋果、梨樹和杏樹及草本植物苜蓿物候發(fā)育期的影響曾有許多研究，車向軍等[1]研究了氣候變化對隴東地區(qū)蘋果各生長發(fā)育物候期的影響，張紅妮[2]分析了西峰冬季日照時數(shù)對蘋果與梨樹物候發(fā)育期的影響，王偉新[3]對隴東杏生態(tài)氣候適生種植區(qū)劃做過詳細研究，王位泰等[4]對隴東黃土高原春播紫花苜蓿生態(tài)氣候特征及適生種植區(qū)劃進行過細致的分析，上述研究為分析隴東黃土高原氣候變化對植物物候期的影響提供了一定的依據(jù)，但專門針對冬、春季平均氣溫變化與草本植物車前物候期的關系研究卻很少。車前(plantago asiatica L.)別名車前草，屬車前科，為多年生草本植物，常以種子或全草入藥，是一種常見中藥，具有祛痰、鎮(zhèn)咳、平喘等作用。其分布廣泛，既能在陽光充足的地方生長，也能在蔭生環(huán)境生長，且在不同生長環(huán)境表現(xiàn)出較強的生命力。隨著全球氣候變暖，中國也和全球一樣增溫明顯，增溫主要表現(xiàn)在冬春季[5]。隴東黃土高原也和全國一樣，氣候暖濕化明顯，根據(jù)慶陽市近半個世紀氣候變化主要特征分析可知：慶陽市各季平均氣溫均增溫明顯，其中冬季、春季升溫幅度最大，上升速率分別為0.36℃/10a和0.50℃/10a，均高于全國（0.23℃/10a）平均增溫水平，故研究分析冬季、春季氣溫變化對草本植物物候發(fā)育期的影響對預告早春農(nóng)事活動有重要的指導意義。這里用甘肅省慶陽市西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站2010—2019 年共10 年自然物候觀測資料，對草本植物車前全物候期與對應年代的冬季、春季平均氣溫資料，分析冬季、春季平均氣溫與車前物候發(fā)育期的關系，揭示溫度對草本植物物候發(fā)育期及農(nóng)事活動的影響，更好地為農(nóng)業(yè)氣象情報服務提供依據(jù)。

2 資料來源和方法

2.1 資料來源

所用的冬季、春季平均氣溫資料來源于甘肅省西峰國家基本氣象站，車前物候發(fā)育期資料來源于甘肅省西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站，冬、春季以氣象學上劃分：冬季（12 月—翌年2 月）、春季（3—5 月）。

2.2 分析方法

利用西峰冬季、春季平均氣溫和草本植物車前物候發(fā)育期觀測資料，通過選取冬季、春季平均氣溫典型年份進行對比，分析冬季、春季平均氣溫對車前物候發(fā)育期的影響。車前一般萌芽期在早春3月，黃枯普遍期在7—8 月，全物候期從春到夏。物候期主要分為萌芽期、展葉期、開花期、種子成熟期、種子散落期、黃枯期。本文中的車前物候展葉期、開花期、種子成熟期和黃枯期均以開花盛期、完全成熟期和黃枯普遍期為準統(tǒng)計物候發(fā)育期資料，物候期觀測采用人工目測方法，標準參照《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》。

3 結(jié)果與分析

3.1 西峰冬季平均氣溫對車前物候發(fā)育期的影響

從2010—2019 年西峰冬季平均氣溫中，各選取了3 個偏高年和3 個偏低年，偏高的年份依次是2017、2015 和2013 年，偏低的年份依次是2012、2011 和2019 年。對冬季平均氣溫偏高年和偏低年的車前物候期進行對比分析（見表1）。由此可見，西峰冬季平均氣溫偏高年與偏低年車前各平均物候發(fā)育期只在萌芽、展葉期提前，差異最顯著的是萌芽期，提前了7d，其次是展葉期提前了6d；其余各物候期均推遲，差異最顯著的是黃枯期，偏高年比偏低年推遲了7d，其次是種子成熟、散落期推遲了4～5d，最后是開花期推遲了2d。冬季平均氣溫偏高年比偏低年車前全物候發(fā)育期生長天數(shù)延長了15d。當冬季平均氣溫偏高時，草本植物萌芽、展葉物候期提前，由于春季氣溫不穩(wěn)定，冬、春氣溫反差和波動變化幅度較大，加大了植株遭遇倒春寒、晚霜凍、寒潮和強降溫等的氣候風險，植物抵抗低溫能力降低，根系容易受凍，使植株葉、花或莖器官發(fā)育緩慢，各物候期相比萌芽、展葉期反而推遲。

表1 西峰冬季平均氣溫典型年份與車前物候期對比表

3.2 西峰春季平均氣溫對車前物候發(fā)育期的影響

依然從2010—2019 年西峰春季平均氣溫中，各選取了3 個偏高年和3 個偏低年，偏高的年份依次是2013、2018 和2016 年，偏低的年份 依次 是2012、2011 和2010 年。對春季平均氣溫偏高年和偏低年的車前物候期進行對比分析(見表2)。由此可見，西峰春季平均氣溫偏高年與偏低年車前各平均物候發(fā)育期除黃枯期推遲了6d 外，其余物候期均提前。春季平均氣溫偏高年比偏低年各平均物候發(fā)育期差異最顯著的仍然是萌芽、展葉期，提前了8d，其次是開花和種子散落期，提前了6d，再是種子成熟期，提前了5d；春季平均氣溫偏高年比偏低年車前全物候發(fā)育期生長天數(shù)延長了13d。

表2 春季平均氣溫典型年份與車前物候期對比表

溫度對植物的生長發(fā)育具有極其重要的作用，主要影響植物的發(fā)育速度。張紅妮等[6]對西峰黃土高原冬季平均氣溫對冬小麥發(fā)育期的影響、李祥科等[7]對黃土高原冬季日照時數(shù)對冬小麥發(fā)育期的影響都做過詳細研究。草本植物車前的生長季較短，物候發(fā)育期主要受冬季、春季氣候影響，冬季平均氣溫主要影響車前早春萌芽、展葉期，草本植物萌芽、展業(yè)期對冬小麥和果樹等越冬植物的返青、芽膨大生長等農(nóng)事活動有積極的預告作用；春季平均氣溫則是影響草本植物全物候發(fā)育期的最重要氣象因子，貫穿其一生生長發(fā)育，尤其對車前的萌芽、展業(yè)、開花授粉和種子成熟、散落期等影響較大。春季平均氣溫比冬季平均氣溫對車前各物候期的影響更顯著，冬、春季平均氣溫偏高年植物均萌芽早，而器官黃枯衰退卻遲，車前全物候發(fā)育期延長，而冬、春季平均氣溫偏低年植物萌芽遲、器官黃枯衰退卻早，全物候發(fā)育期縮短。說明溫度對草本植物的生命力有重要影響。

4 結(jié)論與討論

（1）冬季平均氣溫主要影響車前早春萌芽、展葉期，冬季平均氣溫偏高年比偏低年車前萌芽、展葉期偏提前了6～7d，其余物候期均推遲了2～7d。

（2）春季平均氣溫對車前全物候期的影響最顯著，春季平均氣溫偏高年比偏低年車前全物候期除黃枯期推遲了6d 外，其余物候期均提前了5～8d，影響最顯著的依然是萌芽、展葉期提前了8d，其次是開花和種子散落期，提前了6d，再是種子成熟期，提前了5d。

（3）無論冬季還是春季，平均溫度偏高年車前萌芽、展葉期均比偏低年提前，而器官衰退的黃枯期則推遲。說明溫度對草本植物的生命力有重要影響，車前是喜溫植物，溫度偏高年生命力旺盛，早春萌芽早，夏季衰退慢，全物候生長期延長，而溫度偏低年則早春萌芽遲緩，夏季衰枯快，全物候生長期縮短。

（4）春季平均氣溫比冬季平均氣溫對車前物候期的影響更顯著。春季是萬物復蘇、越冬植物返青和草木萌芽、展葉和開花的重要季節(jié)，對草本植物一生的長短和旺衰都有影響。

（5）西峰農(nóng)業(yè)氣象試驗站從2010 年起開始觀測記錄草本植物物候期，至今已有10 余年歷史，相比于氣溫資料，車前物候期觀測資料年代較短，在此只能做一些定量分析。有關車前物候發(fā)育期隨氣溫年際變化規(guī)律的研究，還有待于今后積累更多物候觀測資料做進一步分析探討。