干旱沙区46种木本植物的物候研究：以民勤沙生植物园栽培植？…

以民勤沙生植物园４６种主要沙生、旱生和中生木本栽培植物为观测对象,研究其物候特性,绘制物候谱,以植物物候期对应的日平均温度、≥５℃积温、地面温度、日照时数进行多元统计分析,初步划分出这些植物的萌动期、展叶期、开花期、叶变色期的物候类型各４种。     

高寒矮生嵩草草甸主要植物物候特征对养分和水分添加的响应

植物物候特征对环境条件的季节和年际变化具有较强的指示作用, 因此研究植物物候特征对环境条件变化的响应, 对理解植物和环境之间的相互作用关系、植物的适应机制和生存策略, 以及应对全球变化都具有重要的意义。该研究基于2009-2011年高寒矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸养分水分控制实验的植物物候观测数据资料, 采用巢式方差分析、物候指数和聚类分析方法, 开展了高寒矮生嵩草草甸主要植物物候特征对养分和水分添加的响应研究。结果表明: (1)养分添加处理之间植物返青期和枯黄期均无显著差异, 但养分添加中氮磷处理对主要物种作用较明显, 使莎草科、禾本科、杂类草主要代表植物的返青期和枯黄期推迟。(2)增雪处理效应明显, 主要优势物种无论是何种养分添加, 在增雪处理后均表现出花期物候提前的趋势(p < 0.01), 同时增雪处理使杂类草植物返青期显著提前(p < 0.05)。增水处理对植物的作用效果并不一致, 其中垂穗披碱草(Elymus nutans)和双柱头藨草(Scirpus distigmaticus)的枯黄期显著推迟(p < 0.05), 而杂类草枯黄期提前。(3)养分添加后, 不同物种的物候特征表现出显著差异(p < 0.01), 例如雪白委陵菜(Potentilla nivea)枯黄期显著推迟(p < 0.05), 而双柱头藨草的枯黄期显著提前(p < 0.05), 但物种对养分添加响应的差异以植物类群为单位, 禾本科植物表现为返青期推迟, 而莎草科植物表现为返青期提前。(4)矮生嵩草草甸主要植物营养生长期与果后营养期持续天数之间呈负相关关系, 主要植物物候特征经聚类分析可以分为3个类群, 3个类群经氮磷钾、钾和氮钾三个养分添加处理后植物物候特征变化较大。研究表明, 高寒矮生嵩草草甸植物物候特征在物种水平响应和水分添加后的响应表现出较大差异, 而对养分添加的响应不显著。     

民勤荒漠区植物物候型特征及其与气温的关系

对民勤荒漠区34年的物候观测资料进行了物候型分析。结果表明：植物的萌动期有2种物候型,展叶期和开花期各有4种物候型,果熟期有2种物候型,1974年以来,当地年平均气温和2、3、6月月平均气温有较显著的增温趋势,与此同时,植物的春季物候期亦有明显的提前趋势,低温-短日照-早萌动物候型的芽膨大期34年提前了9.7 d;从萌动期→展叶期→开花期→果熟期,物候期的提前幅度逐渐减小;物候期提前主要与当月气温升高有关;萌动期2种物候型和展叶期4种物候型是植物对春季气温和秋末冬初气温适应性的分异,开花期4种物候型和果熟期2种物候型是植物花期多样性和果熟期多样性对当地干旱环境适应性的反应。     

甘肃民勤荒漠区18种乔木物候与气温变化的关系

在全球气候变暖的大背景下, 荒漠地区的植物物候是怎样响应气候变暖的?为了弄清这个问题, 对甘肃民勤荒漠区沙生植物园内18种乔木34 a的物候观测资料进行了分析。分析结果表明: 自1974年以来, 甘肃民勤荒漠区气温抬升幅度高于全国和全球水平, 尤其在2、3月气温抬升最为明显, 春季物候期提前幅度明显大于国内外其它文献报道; 物候期发生当月的平均气温对该物候期的影响>物候期发生上月平均气温的影响>年平均气温的影响; 研究区春季气温升高较其它地区更为明显, 这就是当地春季物候期提前幅度相对较大的原因。荒漠植物物候变化既是植物对气候变化的综合反应过程, 又是植物适应气候变化的过程。     

民勤荒漠区16种植物物候持续日数及其积温变化

中国西北荒漠区植物物候随气温变暖表现为提前趋势。本文以甘肃民勤荒漠区16种植物34年的物候观测资料,采用一次趋势线方程研究了荒漠区植物在物候提前的过程中,物候日数变化和物候期积温变化。结果表明,随着气温升高,物候持续日数表现出一定的增长趋势。物候持续期积温增加显著,而且春、秋两季是积温变化较敏感的季节。积温的增减在很大程度上是由物候持续日数增加或减少引起的,其次才是由于气温增高引起的。表明,随着气温的增高或降低,植物的物候持续日数并不能无限制地缩短或延长。     

气候变化对草地植物物候影响的研究进展

植物物候与植物的适应进化、物种间相互关系、生态系统的结构和功能密切相关,且对气候变化特别敏感,所以一直是进化生物学、植物生态学和气候变化生态学的研究热点和前沿科学问题。本综述基于草地植物物候研究的3个层次(个体-种群-群落)和7个物候序列(返青、现蕾、初花、初果、果后营养、初黄和枯黄期),阐述了不同层次物候序列及其相应持续期对气候变化响应过程的研究进展以及目前研究主要存在的问题,并在此基础上提出未来研究亟需关注的科学问题及展望,以期推动我国植物物候生态学研究发展。     

民勤荒漠区不同生活型植物物候响应气候变暖的差异

运用1974年以来民勤荒漠区植物物候观测资料和气象观测资料,将22种植物分别按生长类型划分为乔木、灌木和草本植物3种生活型,再按更新芽着生部位将22种植物划分为高位芽植物、地上芽植物和地面芽植物植物3种生活型,分析了按这2种方法划分的不同生活型植物物候响应气候变化的差异.结果表明:1)不论以哪种方法划分的植物生活型,春季物候响应气温变化的敏感程度均大干秋季;2)按生长类型划分的3种生活型植物之间的物候变化差异较按更新芽着生部位划分的3种生活型植物之间的物候变化差异大,主要表现为乔木和灌木的物候差异较大;3)当地植物的生长期长度、乔木的春季物候提前幅度和高位芽植物的春季物候提前幅度大干其他文献报导;4)更新芽着生部位越高,春季物候响应当月和当年气温变暖越敏感,表明在地面以上、乔木高度以内,距地面越高气温对春季物候的影响越显著.     

不同来源地同种植物种群间物候期比较研究

通过比较西双版纳植物园内雨树和甜菜豆不同大洲来源种群间的物候期,本研究探讨了两种植物种群间的物候分化现象及其与气候因子的关系。结果发现:(1)两种植物不同来源地种群间物候期相似,但是同步性不高,呈现明显的分化现象,且不同种群间萌叶起始期先后顺序差异显著;(2)不同种群间物候期同步系数与气候因子相关,尤其干季气候因子。因此可以认为:不同的生境气候因子是导致两种植物不同种群间出现物候变异的重要因子,并且这种关系可能会影响不同种群对气候变化的响应。     

Seasonal dynamic of plant phenophases in Beijing—A case study in Beijing Botanical Garden

季节性是北京植物景观的典型特征, 而个体物候是植物景观季节动态的基础。该研究基于北京植物园内120种落叶树种的周年物候数据, 对北京植物景观的物候季节动态进行分析。物候观测以中国物候观测法为标准, 采用a、b、c三级物候代码进行物候记录; 数据分析以二十四节气中的候(5日)为基本时间变量, 基于频率分布型法探究北京物候季节划分及其物候构成动态, 基于SPSS 20.0频数分布统计等探究各类物候现象发生期及持续期的时间分布特征等。物候季节划分及物候构成特征结果为: 6-19候为春, 物候期发生频数占全年总量的54.03%, 以发芽、展叶、开花为主要物候特征, 后期有少数树种结果; 20-45候为夏, 物候量占全年的12.95%, 此期全部观测树种完成展叶, 春花树种进入结果期, 并有较少夏花开放及秋色叶出现; 46-59候为秋, 物候量占全年的27.19%, 以秋色叶及落叶物候为主并伴有较少结果和开花物候发生; 60候至次年春季起始前为冬, 其中60-72候物候量仅占全年的0.6%, 全为落叶物候。各类物候期的时间分布特征如下: 展叶物候期分布于3-23候, 华北珍珠梅(Sorbaria kirilowii)、旱柳(Salix matsudana)等展叶最早, 展叶期平均持续3.27候。秋色物候期分布于40-63候, 49-56候为最佳观赏期, 蒙椴(Tilia mongolica)、山杏(Armeniaca sibirica)等最早显秋色; 秋色期平均持续8.2候, 卫矛(Euonymus alatus)、接骨木(Sambucus williamsii)等秋色期较长。叶幕期平均持续44.2候, 糯米条(Abelia chinensis)、旱柳、棣棠(Kerria japonica)等叶幕期最长。花物候期分布于1-53候, 始花期为1-41候, 盛花期平均发生于始花后1.81候, 8-23候为集中观赏期, 蜡梅(Chimonanthus praecox)、迎春(Jasminum nudiflorum)、榆(Ulmus pumila)、毛白杨(Populus tomentosa)等开花最早, 木香薷(Elsholtzia stauntoni)开花最晚; 花期平均持续 6.7候, 华北珍珠梅、木槿(Hibiscus syriacus)、紫薇(Lagerstroemia indica)等夏秋开花树种花期最长。果物候期分布于8-59候, 榆、郁香忍冬(Lonicera fragrantissima)等果实成熟最早; 持果期平均持续29.0候, 果实宿存树种及黑果荚蒾(Viburnum melanocarpum)、‘金叶’风箱果(Physocarpus opulifolius ‘Luteus’)等具有较长的果实观赏期。与20世纪80年代同类研究结果对比分析, 北京2017年的物候季节与30年前相比, 入春提早1候, 夏季延长4候, 入秋延后3候, 秋季缩短2候, 且不同季节持续期长短的差距加大。     

北京植物物候的季节动态特征——以北京植物园为例

季节性是北京植物景观的典型特征, 而个体物候是植物景观季节动态的基础。该研究基于北京植物园内120种落叶树种的周年物候数据, 对北京植物景观的物候季节动态进行分析。物候观测以中国物候观测法为标准, 采用a、b、c三级物候代码进行物候记录; 数据分析以二十四节气中的候(5日)为基本时间变量, 基于频率分布型法探究北京物候季节划分及其物候构成动态, 基于SPSS 20.0频数分布统计等探究各类物候现象发生期及持续期的时间分布特征等。物候季节划分及物候构成特征结果为: 6-19候为春, 物候期发生频数占全年总量的54.03%, 以发芽、展叶、开花为主要物候特征, 后期有少数树种结果; 20-45候为夏, 物候量占全年的12.95%, 此期全部观测树种完成展叶, 春花树种进入结果期, 并有较少夏花开放及秋色叶出现; 46-59候为秋, 物候量占全年的27.19%, 以秋色叶及落叶物候为主并伴有较少结果和开花物候发生; 60候至次年春季起始前为冬, 其中60-72候物候量仅占全年的0.6%, 全为落叶物候。各类物候期的时间分布特征如下: 展叶物候期分布于3-23候, 华北珍珠梅(Sorbaria kirilowii)、旱柳(Salix matsudana)等展叶最早, 展叶期平均持续3.27候。秋色物候期分布于40-63候, 49-56候为最佳观赏期, 蒙椴(Tilia mongolica)、山杏(Armeniaca sibirica)等最早显秋色; 秋色期平均持续8.2候, 卫矛(Euonymus alatus)、接骨木(Sambucus williamsii)等秋色期较长。叶幕期平均持续44.2候, 糯米条(Abelia chinensis)、旱柳、棣棠(Kerria japonica)等叶幕期最长。花物候期分布于1-53候, 始花期为1-41候, 盛花期平均发生于始花后1.81候, 8-23候为集中观赏期, 蜡梅(Chimonanthus praecox)、迎春(Jasminum nudiflorum)、榆(Ulmus pumila)、毛白杨(Populus tomentosa)等开花最早, 木香薷(Elsholtzia stauntoni)开花最晚; 花期平均持续 6.7候, 华北珍珠梅、木槿(Hibiscus syriacus)、紫薇(Lagerstroemia indica)等夏秋开花树种花期最长。果物候期分布于8-59候, 榆、郁香忍冬(Lonicera fragrantissima)等果实成熟最早; 持果期平均持续29.0候, 果实宿存树种及黑果荚蒾(Viburnum melanocarpum)、‘金叶’风箱果(Physocarpus opulifolius ‘Luteus’)等具有较长的果实观赏期。与20世纪80年代同类研究结果对比分析, 北京2017年的物候季节与30年前相比, 入春提早1候, 夏季延长4候, 入秋延后3候, 秋季缩短2候, 且不同季节持续期长短的差距加大。     

昆虫物候模型研究进展

物候是昆虫的重要生物学性状之一。物候模型预测昆虫发育事件的时间,在种群动态、物种分布和进化动态等科学研究以及农林业生产中具有重要作用。本文回顾了常见的物候模型及在昆虫学研究上的应用,包括热性能曲线、生物物理模型、基于概率的模型、分布时滞模型、发育进度曲线、物候匹配模型和物候变迁模型。     

气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响

自然物候期是气候变化最直观的植物信号记录,自然物候变化是气候与自然环境变化的综合指标。基于1983—2009年内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原区典型植物马兰草、霸王、贝加尔针茅和羊草生长期物候观测资料和同时段的气象观测资料,利用数理统计等方法,分析了不同草原区典型植物物候期与气候要素间的相互关系,结果表明:(1)1983—2009年内蒙古草原区植物物候期总体呈提前趋势,但地域差异明显,典型草原区植物萌芽返青、开花及黄枯期等物候提早趋势最为明显,说明不同草原区植物物候对气候变暖的区域响应不同。(2)内蒙古草原区植物物候期与气候变化密切相关。春季3—5月累积气温与植物萌芽返青期和开花期呈显著负相关,与日照时数为正相关,降水量对其影响不同草原区差异较大。荒漠草原和典型草原区植物黄枯期早晚与黄枯前1—2个月平均气温呈显著负相关,草甸草原区植物黄枯期与前1—2个月的降水量和日照时数有关,与气温关系不显著。(3)随着气候变暖,马兰草生长期缩短,霸王、贝加尔针茅和羊草生长期延长,其中典型草原区主要植物针茅生长季延长趋势最为明显,荒漠草原次之,草甸草原延长最少。     

青藏高原东缘高寒草甸植物群落的开花物候

利用2008年整个生长季的地面花期物候观测数据,初步研究了青藏高原东缘高寒草甸植物群落开花物候的动态、格局、参数间的联系及其与物种共存的关系.结果表明:植物群落的花期从5月初开始,8月上旬进入开花数目的高峰期,到10月初结束,遍及整个生长季节;不同物种进入花期的时间、峰值期及持续时间不同,各物种花期物候生态位相分离,但群落中大部分物种开花峰值期主要集中在7-8月;不同物种的开花峰值期时间与花期持续时间有负相关关系:开花越早的植物其花期持续时间越长;物种间的开花物候差异主要是由植物本身的特性和环境条件共同决定的,而群落水平上的开花物候格局主要受非生物因素的控制.

Abstract：

Based on the observation on the flowering phenology in the whole growth season of 2008, the dynamics, patterns, and relationships among various parameters of flowering phenology of alpine meadow plant community in eastern Qinghai-Tibetan Plateau were studied, and the potential effects of above-mentioned factors on the species coexistence of the plant community were approached. The flowering period of the plant community started from early May, came into peak period in the first ten days of August, and ended in early October, extending all over whole growth period. Different species had their different first flowering date, peak flowering period, and flowering duration, and their flowering phenologieal niches differentiated obviously. Most species had their peak flowering period centralized in July-August. There was a negative rela-tionship between peak flowering period and flowering duration: the earlier the flowering, the lon-ger the flowering duration. The differences in flowering phonology among the species were mainly determined by species per se characteristics and environmental conditions, but the flowering phe-nological pattern on community level was primarily controlled by abiotic factors.     

Multispecies comparisons of adaptability to climate change: A role for life‐history characteristics?

Phenological advancement allows individuals to adapt to climate change by timing life‐history events to the availability of key resources so that individual fitness is maximized. However, different trophic levels may respond to changes in their environment at different rates, potentially leading to a phenological mismatch. This may be especially apparent in the highly seasonal arctic environment that is experiencing the effects of climate change more so than any other region. During a 14‐year study near Utqia?vik (formerly Barrow), Alaska, we estimated phenological advancement in egg laying in relation to snowmelt for eight arctic‐breeding shorebirds and investigated potential linkages to species‐specific life‐history characteristics. We found that snowmelt advanced 0.8 days/year—six times faster than the prior 60‐year period. During this same time, six of the eight species exhibited phenological advancement in laying dates (varying among species from 0.1 to 0.9 days earlier per year), although no species appeared capable of keeping pace with advancing snowmelt. Phenological changes were likely the result of high phenotypic plasticity, as all species investigated in this study showed high interannual variability in lay dates. Commonality among species with similar response rates to timing of snowmelt suggests that nesting later and having an opportunistic settlement strategy may increase the adaptability of some species to changing climate conditions. Other life‐history characteristics, such as migration strategy, previous site experience, and mate fidelity did not influence the ability of individuals to advance laying dates. As a failure to advance egg laying is likely to result in greater phenological mismatch, our study provides an initial assessment of the relative risk of species to long‐term climatic changes.     

植物物候学研究进展

植物物候变化在研究陆地生态系统对气候变化的响应时被誉为"矿井中的金丝雀",全球气候变化愈演愈烈,重新引起了人们对植物物候研究的广泛关注。随着观测技术的发展,在各种空间和生态尺度上收集到的物候观测数据迅速累积,尽管已经在多个尺度上（物种、群落和景观尺度）观察到物候变化,但物候变化的机理仍然没有得到很好的理解。回顾了国内外植物物候研究的发展历程;总结了物候数据收集技术进展和全球物候变化的主要趋势;归纳了植物物候变化的机理与驱动因素;探讨了物候模型研究及物候对气候变化响应研究的主要方向。随着物候观测技术在不同尺度上应用的增加,物候研究进入了一个新的阶段。未来物候研究需要制定跨区域标准化观测指南,融合所有相关学科,改进物候模型,拓展研究区域;同时融合有效的历史物候资料,采用新技术和长期收集的物候数据为大数据时代植物物候学研究提供基础。     

基于物候特征的盐渍化信息数据挖掘研究

盐渍化是影响植被和作物长势的重要因素,精确反演盐渍化的时空分布信息至关重要。基于MOD13A1-NDVI数据反演生长季开始日期(SOS)、生长季结束日期(EOS)、生长季长度(LEN)等物候参数和计算出能高精度反演盐渍化空间分布的多种植被指数、盐分指数、地形指数、干旱指数等参数后作为BP-ANN人工神经网络的输入因子来反演盐渍化信息,同时按照植被类型和地貌类型进行分区来反演盐渍化信息,以探讨盐渍化受植被和地貌类型的影响。主要结论如下:(1)盐渍化的形成受多种因素的影响,与物候参数大多呈非线性关系,不能单纯的以某拟合公式来进行表达,需要借助人工神经网络超强的非线性拟合能力来反演盐渍化信息。(2)通过深入挖掘植被物候信息,在融入物候参数后的反演精度显著提高。可决系数R2从0.68(非物候参数)增加到0.79(包括物候参数),但是需要加入地形、影像数据和土壤水分等方面的信息来更加精确的反演盐渍化信息。生物累积量指标LSI(Large seasonal integral)和SSI(Small seasonal integral)能够很好的表征盐渍化的信息。(3)划分植被类型后的盐渍化提取精度进一步提高,可决系数R~2达到了0.88。(4)以地貌特征作为类型分区后,反演结果的R~2达到了0.85,精度较高,比以植被类型作为分区的精度略小。高程较低区域的盐渍化现象普遍较重,盐渍化程度受到地形和地貌因素的影响显著。(5)农用地区域多为非盐渍化和轻度盐渍化地,稀疏植被区多为重盐渍化地。研究区的非盐渍化和轻盐渍化地、中盐渍化地和重度盐渍化地比例分别为53.42%,13.71%,32.87%。以上的研究结果提出了一种融合物候信息和非物候参数来反演盐渍化信息的方法,进行深入的协同植被物候监测盐渍化信息方面的数据挖掘,在融入了物候参数后,盐渍化的预测精度显著提高。     

Effects of water deprivation on urea metabolism in camels, desert sheep and desert goats fed dry desert grass

1. The effects of water restriction and complete water deprivation on nitrogen retention and urea recycling were examined in camels, desert sheep and desert goats fed only dry desert grass of 3.2% crude protein content. 2. All three species were in negative nitrogen balance when water was available ad libitum. 3. In camels urea recycling was consistently high (94-97%) and nitrogen balance did not change with treatment. 4. In sheep and goats urea recycling increased from 75% to 94% (sheep) and from 79% to 95% (goats) during water deprivation, and nitrogen balance improved to positive values. 5. In all species water deprivation depressed dry matter intake and increased apparent digestibility of dry matter and nitrogen. 6. The effects of water restriction were generally intermediate. 7. These results suggest that nitrogen metabolism in adult domestic livestock raised by nomadic pastoralists in Sudan is not harmed, and may in fact be improved by short periods of water deprivation.     

物候模型研究进展

近年来随着全球气候变暖,物候提前,物候学的研究越来越受到人们的关注.通过建立物候模型使物候期的预知成为可能,从而为生产实践活动提供依据和指导.本文探讨了物候模型研究的意义,总结了影响植物和昆虫物候的温度、水分、光和养分等主要环境因子的作用.根据国内外物候模型的研究现状,重点介绍了作物、树木、植被和昆虫4类物候模型的研究内容和进展.作物物候模型注重生理生态过程;树木物候模型以统计方法为主,但近期也有尝试将激素水平作为物候的决定因素;植被物候模型以遥感技术的应用为发展趋势;昆虫物候模型则进一步对发育起点的确定和对温度因子的修正,GIS的引入将昆虫物候模型的应用范围扩大.最后指出了目前物候模型研究中存在的问题.