沈阳城市森林主要树种物候对气候变暖的响应

采用统计和线性回归方法,探讨了近40年来沈阳城市森林主要树种物候对气候变暖的响应.结果表明,沈阳城市森林树木休眠期长短与冬季气温密切相关,适宜的寒冷条件有利于解除树木休眠期;树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关关系,冬春季气温越高,芽萌动越提前.树木爆芽后15 d左右开始展叶,展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,但与冬季气温没有相关关系.始花前2～8旬,特别是2～4旬气温对始花期影响最显著,春季气温升高始花期提前. 树木芽萌动期、展叶始期与寒冷指数（CI）呈显著正相关关系,而开花始期与CI没有相关关系.沈阳城市森林树木对气候变暖的响应,主要表现在年均温升高1 ℃,芽萌动期提前9 d,展叶始期提前10 d,开花始期提前5 d.     

莎车巴旦姆物候期对气象条件的响应及花期预测模型

利用莎车县农业气象试验站2008—2013年巴旦姆物候期和同期气象观测资料,分析了巴旦姆物候期的变化特征以及气温、日照时数对物候期的影响.结果表明：巴旦姆花期之前的物候期始日之间均呈正相关,与花期之后的物候期始日的相关性大多较小,花芽膨大早迟与休眠期、生长期天数分别呈极显著的正相关和负相关.以果实成熟期为界,气温对之前、之后物候期间隔日数的影响分别为负相关和正相关,日照时数与物候期间隔日数大多为正相关.果实成熟 叶变色始期间隔日数对平均最高气温以及花序出现 开花末期、叶变色始期 落叶末期间隔日数对日照时数存在明显的响应.当巴旦姆休眠期符合日平均气温-3.0～-7.5 ℃的天数满30 d后,经过17～28 d将进入花芽萌动期.花芽萌动期、开花始期、叶变色始期和落叶末期的始日分别与首个候平均气温≥4 ℃且候平均最高气温≥12 ℃、春季侯平均气温≥14 ℃且侯平均最高气温≥22 ℃、秋季首个侯平均气温≤10 ℃且侯平均最高气温≤18 ℃和冬季首个侯平均气温≤1.9 ℃的候序一一对应.利用偏最小二乘法回归分析,建立巴旦姆盛花期始日预测模型,经过检验模型效果较好.     

西安木本植物物候与气候要素的关系

根据1963–2007年中国物候观测网西安观测站的物候和气温、降水资料,分析了西安站34种木本植物春季展叶始期、展叶盛期、始花期和盛花期等4个关键物候期的变化趋势、对气候变化的阶段响应特点及其与气温、降水变化的关系。结果表明,1963年以来,西安地区气温呈显著上升趋势,特别是1994年前后,气温发生明显突变,上升趋势更加明显;西安春季物候变化主要呈现提前趋势。在45年中,观测到的34种植物的展叶始期平均提前1天,展叶盛期平均提前1.4天,始花期平均提前9天,盛花期平均提前12天;以突变点为界,34个物种1995–2007年的4种物候期比1963–1994年平均提前了4.34±0.77天;春季物候期的早晚主要受春季气温的影响,特别是春季物候期发生当月和上一月的平均气温对物候期的影响最为显著。叶物候和物候发生期前一月的降水量有较为明显的相关关系,花物候期和降水的关系不明显。     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0.96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1.95 ℃:1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1.60 ℃.一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2.3 ℃和1.35℃.城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生.同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关.树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前.展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著.始花前2-8旬,特别是2-14旬气温对始花期影响最显著.寒冷指数(CI)与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著.预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40.41、43.08和24.13 d.     

气候变暖对内蒙古地区小白杨物候的影响

基于1982—2006年内蒙古地区17个小白杨物候观测站的气温以及小白杨春季和秋季物候资料,对该区小白杨春季和秋季物候的变化趋势进行了研究,分析了物候期变化与气候变暖的关系,并利用逐步回归方法建立了小白杨始花期和落叶期变化的预估模型.结果表明：1982—2006年间,研究区气温呈增加趋势,该区小白杨春季物候呈提前趋势,秋季物候呈延后趋势;小白杨始花期与冬、春季气温呈负相关,主要影响因子为3—4月的平均气温;落叶期与秋季气温呈正相关,主要影响因子为8—10月的平均气温;根据气候变化国家评估报告,未来内蒙古地区春、秋季平均气温分别升高1.5 ℃～5.4 ℃和1.2 ℃～4.4 ℃,小白杨始花期将提前3.9～17.8 d,落叶期将延后3.0～12.4 d.     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系术

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0．96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1．95℃;1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1．60℃。一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2．3℃和1．35℃。城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生。同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关。树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前。展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著。始花前2—8旬,特别是2—4旬气温对始花期影响最显著。寒冷指数（CI）与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著。预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40．41、43．08和24．13d。     

中国温带旱柳物候期对气候变化的时空响应

为了揭示中国温带植物物候随时间变化和植物物候对气候变化响应的空间格局及其生态机制,利用52个站点1986—2005年的旱柳展叶始期、开花始期、果实成熟期、叶变色始期和落叶末期的物候数据,分析其时间序列的线性趋势,并通过建立基于最佳期间日均温的物候时间模型,确定物候发生日期对气温年际变化的响应。在研究的时段内,区域平均旱柳展叶始期、开花始期和果实成熟期的发生日期分别以-4.2 d/10 a、-3.8 d/10 a和-3.3 d/10 a的平均速率显著提前,而区域平均旱柳叶变色始期和落叶末期的发生日期则分别呈不显著推迟和以2.4 d/10 a的平均速率显著推迟的趋势。单站展叶始期、开花始期和果实成熟期发生日期的线性趋势以提前为主,显著提前的站点分别占40%、41%和29%;叶变色始期发生日期呈显著提前和显著推迟趋势的站点数相当,分别占17%和19%;落叶末期发生日期的线性趋势以推迟为主,显著推迟的站点占23%。各站展叶始期、开花始期和果实成熟期发生日期的线性趋势空间序列与相应的最佳期间日均温的线性趋势空间序列之间呈显著负相关,表明一个站点前期气温升高的速率越快,该站这些物候期发生日期提前的速率就越快。在物候期对气温年际变化的响应方面,区域平均春季最佳期间日均温每升高1℃,展叶始期、开花始期和果实成熟期的发生日期分别提前3.08 d、2.83 d和3.54 d;区域平均秋季最佳期间日均温每升高1℃,叶变色始期和落叶末期的发生日期分别推迟1.69 d和2.28 d。单站展叶始期和落叶末期发生日期对气温年际变化的响应表现出在温暖地区的站点比在寒冷地区的站点更为敏感的特点。总体上看,基于日均温的物候时间模型对春、夏季物候期的模拟精度明显高于对秋季物候期的模拟精度。建立了基于最佳期间日均温和日累积降水量的改进秋季物候模型,该模型使旱柳叶变色始期和落叶末期的模拟精度显著提高。由此可见,旱柳叶变色始期和落叶末期的发生日期受到前期气温和降水量的综合影响。     

欧洲典型树种展叶始期的时空变化及其对气候变化的响应

近年来,全球变暖对植物春季物候期产生了显著影响。很多研究报道了中国地区木本植物春季物候期变化的时空格局,但在同处于北半球温带地区的欧洲则相关研究较少。为了增进物候变化及其对气候变化响应规律的区域对比,本研究利用欧洲地区展叶始期(1980—2014年)数据和相应的气象数据,研究欧洲七叶树、垂枝桦、欧洲山毛榉和夏栎4种典型木本植物展叶始期的时空变化格局,并识别影响物候变化的主要气候因子。结果表明: 1980—2014年,研究区4种植物的展叶始期以3.3～7.5 d·10 a^-1的趋势显著提前。展叶始期自南向北以每纬度2.03～3.19 d的速率推迟,自西向东以每经度0.19～0.80 d的速率推迟(除欧洲山毛榉外),海拔自低到高以2.25～3.44 d·100 m^-1的速率推迟。展叶始期的提前主要与春季温度的增高和冬春季降水量的增加有关,而秋冬季温度的升高对展叶始期有一定的推迟效应。     

增温、光照时间和氮添加对蒙古栎主要物候期的影响

利用大型人工气候室模拟研究增温(对照、增温1.5 ℃、增温2.0 ℃)、光照时间(10、14、18 h)和氮添加(0、5、10、20 g N·m^-2·a^-1)对东北地区蒙古栎主要物候期的影响。结果表明: 增温1.5和2.0 ℃使芽膨大期显著提前,完全变色期显著推迟,生长期延长,且延长天数随增温幅度的增大而增加。光照时间显著影响秋季物候(叶黄始期、叶黄普期、完全变色期),与光照14 h相比,短光照(10 h)使叶黄始期显著推迟7.0 d,生长盛期相对延长。氮添加使芽膨大期、芽开放期、展叶始期、展叶盛期均显著提前,完全变色期仅在高氮水平(20 g N·m^-2·a^-1)下显著推迟9.5 d,表明高氮添加使蒙古栎生长期延长。增温和高氮添加(20 g N·m^-2·a^-1)协同作用显著推迟完全变色期,导致叶黄期延长。增温和短光照协同作用、氮添加和短光照协同作用以及增温、氮添加和短光照协同作用均使叶黄始期显著推迟,生长盛期相对延长。     

民勤荒漠植被对气候变化的响应

运用民勤荒漠区1974-2009年物候观测资料和2002-2010年植被样方观测资料以及同期气象资料,分析了荒漠植被对气候变化的响应.结果表明:1961-2010年,民勤荒漠区气温升高,空气湿度增大,年均气温升高速率大于全球水平和中国近百年平均水平;植物对气温变化的响应主要表现在春季物候提前、秋季物候推迟、生长季延长;植被对降水量变化的响应主要表现为植被盖度和纯盖度随降水量减少而降低,植株密度、植物多度随降水量变化而波动;植被盖度和纯盖度与年降水量的相关性较高,然后依次为6-7月和4-5月的降水量;植株密度和植物多度与9月降水量呈正相关;植物春季物候提前的次序是芽初膨大期＞芽开放期＞开花始期＞展叶始期和展叶盛期＞花蕾序出现＞开花盛期＞开花末期＞果实成熟期;秋季物候推迟的次序是叶全变色期＞落叶始期＞叶初变色期＞落叶末期.春季气温升高对民勤荒漠区植物物候的影响大于秋季气温升高对物候的影响.     

中国北方主产地苹果冷热积累变化及其对始花期的影响

开展气候变化背景下苹果冷热积累变化及其对始花期的影响研究,对指导苹果种植及生产具有重要意义。本研究选取山东福山、山西万荣、甘肃西峰和新疆阿克苏代表中国北方苹果主产地,利用1996—2018年红富士苹果的始花期观测资料和逐时气温数据,采用动态模型、生长度小时模型分别计算逐日冷积累量(CP)和热积累量(GDH),并利用偏最小二乘回归法,对逐日冷、热积累量和各地苹果始花期进行相关分析,以明确各地苹果冷、热积累起止日期和积累量,以及冷、热积累期内温度变化对始花期的影响规律。结果表明: 我国北方主产地苹果冷积累时段集中于10月1日前后至2月中下旬或3月中旬,积累量为74.1～89.3 CP;热积累时段集中于1月下旬前后至始花期,积累量为4010～5770 GDH。西峰和阿克苏冷积累期内平均气温每升高1 ℃,冷积累量将分别增加3.8和5.0 CP;各地热积累期内平均气温每升高1 ℃,热积累量将增加725～967 GDH。与冷积累期内温度变化的影响效应相比,热积累期内温度变化主控我国北方主产地苹果始花期,且气候变暖总体有利于冷积累期内平均气温较低地区的苹果开花和生产。     

六盘山东西两侧苹果物候期对气候变化的响应

利用六盘山东西两侧甘肃平凉市的崆峒、静宁站1971—2008年气温资料及1987—2008年在崆峒所设苹果观测点物候观测资料,分析了气候变化对苹果物候期的影响。结果表明:在全球气候变暖的背景下,甘肃平凉自1971年以来,气温呈现出明显的线性上升趋势,且以冬季和春季增温为主,气温稳定通过≥10℃的积温增加;受此影响,苹果叶芽开放、展叶、开花等成熟前的发育期提前14~18d,且六盘山东侧春季的苹果物候期提前的变化速率明显大于西侧;气候变暖增加了果树春季开花受冻的危险,通过苹果与霜冻灾害的相关分析,结果得到临界值:在4月11—20日、4月21—30日及5月1—10日苹果开花期,地面最低温度≤-2.0℃,且连续≥2d时,苹果受冻面积分别达到80%、90%和100%。     

利用控制实验研究植物物候对气候变化的响应综述

物候是植物在长期适应环境过程中形成的生长发育节点。长时间地面物候观测数据表明,近50年全球乔木、灌木、草本植物的春季物候期受温度升高、降水与辐射变化等影响,以每10年2 d到10 d的速率提前。但因植物物候响应气候因子的机制仍不清楚,导致对未来气候变化情景下的植物物候变化预测存在较大的不确定性。在此背景下,控制实验成为探究气候因子对植物物候影响机制的重要手段。综述了物候控制实验中不同气候因子（温度、水分、光照等）的控制方法。总结了目前为止控制实验在植物物候对气候因子响应方面得到的重要结论,发现植物春季物候期（展叶、开花等）主要受冷激、驱动温度与光周期的影响,秋季物候期（叶变色和落叶）主要受低温、短日照与水分胁迫的影响。提出未来物候控制实验应重点解决木本植物在秋季进入休眠的时间点确定、低温和短日照对木本植物秋季物候的交互作用量化、草本植物春秋季物候的影响因子识别等科学问题。     

Field evidence for earlier leaf-out dates in alpine grassland on the eastern Tibetan Plateau from 1990 to 2006

Worldwide, many plant species are experiencing an earlier onset of spring phenophases due to climate warming. Rapid recent temperature increases on the Tibetan Plateau (TP) have triggered changes in the spring phenology of the local vegetation. However, remote sensing studies of the land surface phenology have reached conflicting interpretations about green-up patterns observed on the TP since the mid-1990s. We investigated this issue using field phenological observations from 1990 to 2006, for 11 dominant plants on the TP at the levels of species, families (Gramineae—grasses and Cyperaceae—sedges) and vegetation communities (alpine meadow and alpine steppe). We found a significant trend of earlier leaf-out dates for one species (Koeleria cristata). The leaf-out dates of both Gramineae and Cyperaceae had advanced (the latter significantly, starting an average of 9 days later per year than the former), but the correlation between them was significant. The leaf-out dates of both vegetation communities also advanced, but the pattern was only significant in the alpine meadow. This study provides the first field evidence of advancement in spring leaf phenology on the TP and suggests that the phenology of the alpine steppe can differ from that of the alpine meadow. These findings will be useful for understanding ecosystem responses to climate change and for grassland management on the TP.     

Impact of climate change on plant phenology in Mediterranean ecosystems

Plant phenology is strongly controlled by climate and has consequently become one of the most reliable bioindicators of ongoing climate change. We used a dataset of more than 200 000 records for six phenological events of 29 perennial plant species monitored from 1943 to 2003 for a comprehensive assessment of plant phenological responses to climate change in the Mediterranean region. Temperature, precipitation and North Atlantic Oscillation (NAO) were studied together during a complete annual cycle before phenological events to determine their relative importance and potential seasonal carry‐over effects. Warm and dry springs under a positive phase of NAO advance flowering, leaf unfolding and fruiting dates and lengthen the growing season. Spatial variability of dates (range among sites) was also reduced during warm and dry years, especially for spring events. Climate during previous weeks to phenophases occurrence had the greatest impact on plants, although all events were also affected by climate conditions several months before. Immediate along with delayed climate effects suggest dual triggers in plant phenology. Climatic models accounted for more than 80% of variability in flowering and leaf unfolding dates, and in length of the growing season, but for lower proportions in fruiting and leaf falling. Most part of year‐to‐year changes in dates was accounted for temperature, while precipitation and NAO accounted for <10% of dates' variability. In the case of flowering, insect‐pollinated species were better modelled by climate than wind‐pollinated species. Differences in temporal responses of plant phenology to recent climate change are due to differences in the sensitivity to climate among events and species. Spring events are changing more than autumn events as they are more sensitive to climate and are also undergoing the greatest alterations of climate relative to other seasons. In conclusion, climate change has shifted plant phenology in the Mediterranean region.     

Responses of leaf unfolding and flowering to climate change in 12 tropical evergreen broadleaf tree species in Jianfengling,Hainan Island

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

近30年北京自然历的主要物候期、物候季节变化及归因

根据中国物候观测网资料并结合气象观测数据, 重新编制了北京颐和园地区1981-2010年的自然历。通过与原自然历比较, 揭示了北京物候季节变化特征, 分析了1963年以来物候季节变化的可能原因。研究发现: 与原自然历相比, 1981-2010年北京的春、夏季开始时间分别提前了2天和5天, 秋、冬季开始时间分别推迟了1天和4天; 夏、秋季长度分别延长了6天和3天, 春、冬季长度则分别缩短了3天和6天; 各个物候期的平均日期、最早日期、最晚日期在春、夏季以提前为主, 在秋、冬季以推迟为主; 且春、秋、冬季节内部分物候期次序也出现了不同程度的变化。春、夏、冬季开始日期前的气温变化和秋季开始日期前的日照时数变化可能是北京颐和园地区物候季节变化的主要原因; 不同物种、不同物候期对气温变化的响应程度不同, 导致了物候季节内各种物候现象出现的先后顺序发生变化。     

海南岛尖峰岭12种热带常绿阔叶乔木展叶期与开花期对气候变化的响应

为了探讨我国热带地区植物物候与气候变化的关系, 利用海南岛尖峰岭热带树木园12种热带常绿阔叶乔木植物2003-2011年物候观测资料结合同期月平均气温和降水数据, 运用积分回归分析方法, 筛选出影响海南岛12种乔木(8种本地种、4种引入种)展叶始期与开花始期的气象因素以及不同气象因素月值变化(月平均气温和月降水量)综合作用对这些树种物候期的动态影响, 最终建立积分回归-物候预测模型, 对气候变化背景下我国热带地区植物物候变化趋势进行了预测。结果表明: 海南岛12种热带常绿阔叶乔木展叶始期与开花始期均对气候变化做出较明显的响应, 几乎所有的树种展叶始期与开花始期的发生都受到气温和降水的共同影响。多数树种展叶始期受展叶前冬季及春季气温影响显著, 且在临近展叶始期的月份, 气温的影响更显著。上一年秋季月降水量对各树种开花始期的影响比其他时段显著, 这验证了降水的滞后性假说。本地种展叶始期对气候变化的响应比其开花始期对气候变化的响应更敏感, 引入种则相反。各树种展叶和开花在受气温和降水综合影响最明显的月份(假设其余11个月份月平均气温和月降水量不变), 月平均气温升高0.1 ℃、月降水量增加10 mm可使展叶始期和开花始期提前或推迟1-3天。积分回归分析方法为解释海南岛热带常绿阔叶乔木物候与气温和降水的动态关系提供了有效的途径, 基于气温和降水与物候资料建立的积分回归-物候预测模型具有对气温和降水变化影响下物候响应的解释率和预测精度高(R²≥ 0.943)的优点, 对于预测气候变化影响下的植物物候变化趋势有一定的适用性。     

气候变化背景下1964-2015年秦岭植物物候变化

以1964-2015年物候观测数据为基础,选取17种含乔木、灌木及藤本树种为研究对象,分析探讨了气候变化背景下秦岭地区植物物候变化规律及其差异性。结果表明:(1)52年来,秦岭地区物候始期普遍呈提前趋势,提前速率1.2d/10a,物候末期普遍呈推迟趋势,推迟速率3.5d/10a,物候生长期普遍延长;(2)秦岭地区物候突变发生于20世纪80年代,始期于1985年,末期于1984年。突变后,物候特征发生了显著变化,始期的提前速率较突变前显著加快,末期由突变前的提前趋势转变为极显著的推迟趋势,且变化速率和显著性均高于始期;始期与末期变化均表现出"趋同效应";物候年代际变化趋势显示,始期自2001-2005年起提前速率减缓,植物对气候变化的响应表现出适应性及滞后性。(3)秦岭物候变化存在树种差异,3大类树种始期的提前速率呈藤本、乔木、灌木依次增大,而末期的推迟速率则呈藤本、灌木、乔木依次减小。(4)秦岭物候变化存在南北差异,北坡始期的提前速率均高于南坡,而南坡末期的推迟速率均高于北坡。