摘要:本文利用黑龍江省農業氣象觀測物候資料,分析黑龍江省木本植物物候期對氣候變化響應,指出對黑龍江省木本植物展葉始期影響最直接的因子是4月氣溫,4月平均氣溫每下降1.0℃,紫丁香的展葉始期推遲3.1天,旱柳推遲2.8天,榆樹推遲2.2天,小葉楊推遲3.0天;地溫對展葉始期最直接的影響表現在4月上旬和中旬,當年這兩個旬的地溫偏低,植物展葉始期則推遲。木本植物綠葉期對年平均氣溫敏感,年平均氣溫每上升1.0℃,紫丁香的綠葉期延長11.7天,旱柳延長10.3天,榆樹延長5.6天,小葉楊延長6.6天。
關鍵詞: 木本植物,物候期,氣候變化,黑龍江省
前言;物候是由環境因子驅動的動植物季節性活動的傳統學科,已經發現與全球氣候變化的研究有密切關系。物候對環境監測起到越來越重要的作用,它能監測與生態系統有關的氣候參數。物候觀測為植物生長和發育模型的設計和試驗提供了資料,由溫度驅動的熱量累積對植物發育有很大影響,因此,自然物種的物候觀測能用來描述氣候。目前全球氣候變化研究焦點在于物種如何響應過去以及將來的氣候變化。本文以黑龍江省4種常見木本植物(紫丁香、旱柳、榆樹、小葉楊)為研究對象,利用26個農業氣象觀測站的植物物候期資料,分析1998-2008年木本植物展葉始期和綠葉期對氣候變化的響應。
1 資料和方法
本文所用數據為黑龍江省氣象信息中心農業氣象觀測資料,選擇省內資料連續且觀測項目一致的4種木本植物:紫丁香(哈爾濱、佳木斯、富錦、五常、湯原、撫遠、勃利、肇源)、旱柳(佳木斯、安達、寶清、龍江、方正、肇源、虎林、寧安、哈爾濱)、榆樹(克山、泰來、慶安、青岡、黑河、拜泉、綏棱)、小葉楊(安達、富錦、尚志、龍江、雙城、慶安、穆棱、集賢、勃利、肇源、克山、虎林、嘉蔭、拜泉、寧安),統計錄入其物候信息,分析其物候期對氣候變化響應,資料序列為1998-2008年。
氣候變化趨勢或速率的估計采用最小二乘法,計算樣本與時間序號(自然數列1,2,3…,)的線性回歸系數。展葉始期根據農業氣象觀測規范定義,植株上頂芽中第一片葉子完全展開時為展葉始期。本文定義木本植物綠葉期為從展葉始期到變色始期的天數。根據農業氣象觀測規范定義,當秋季被觀測的落葉植株上約有10%的葉片開始褪綠轉黃或轉紅時,呈現秋天的顏色,此時為變色始期。
2 黑龍江省木本植物物候對氣候變化響應
2.1展葉始期與氣溫
黑龍江省木本植物展葉始期與2-5月的氣溫呈負相關,相關性最好的是4月平均和最高氣溫,其次是4月最低氣溫和2-4月平均氣溫,可見,黑龍江省木本植物春季展葉始期最直接的影響因子是4月氣溫,表明春季氣溫尤其4月氣溫偏高,展葉期提前。
不同物種看(表略),4月平均氣溫與旱柳展葉期關系最好(相關最高站點是肇源-0.9393),與小葉楊其次(相關最高站點肇源-0.9275),其次紫丁香(相關最高站點撫遠-0.9174),最后是榆樹(相關最高站點青岡0.8096)。
不同地域看,中西部肇源(旱柳展葉始期與4月平均氣溫相關-0.9393)春季物候期與氣溫關系最好,其次東部撫遠(紫丁香展葉始期與4月平均最高氣溫相關-0.9218)和集賢(小葉楊展葉始期與4月平均氣溫相關-0.9095)春季物候期與氣溫關系較好。
黑龍江省4月平均氣溫每上升1℃,紫丁香的展葉始期提前3.1天,旱柳的展葉始期提前2.8天,榆樹的展葉始期提前2.2天,小葉楊展葉始期提前3.0天,均通過a=0.001顯著水平檢驗。
2.2展葉始期與地溫
黑龍江省各站木本植物的展葉始期與3月上旬-4月下旬的平均、最低地面溫度均呈負相關(圖表略),相關性最好的是4月上旬的平均地面溫度、4月中旬的平均地面溫度和最低地面溫度,其次是3月上旬的平均地面溫度,可見,地面溫度對黑龍江省木本植物春季展葉始期最直接的影響表現在4月上旬和中旬,每年4月上旬的平均地面溫度和4月下旬平均、最低地面溫度偏低,展葉始期推遲,否則提前。
2.3綠葉期與氣溫
1998-2008年黑龍江省4種木本植物的綠葉期變化不明顯,紫丁香綠葉期約為152天;旱柳的綠葉期最長,約為161天;榆樹和小葉楊綠葉期相差不多,分別為146天和148天。年平均氣溫每上升1℃,木本植物的綠葉期(展葉始期與變色始期間日數)延長8天,其中紫丁香的綠葉期對年平均氣溫變化最敏感,年平均氣溫每上升1℃,紫丁香的綠葉期延長11.7天,旱柳綠葉期延長10.3天,榆樹綠葉期對年平均氣溫響應最不敏感,氣溫每上升1℃,綠葉期延長5.6天,小葉楊綠葉期延長6.6天,均通過a=0.001顯著水平檢驗。
3結論
對黑龍江省木本植物展葉始期影響最直接的因子是4月氣溫,4月平均氣溫每下降1.0℃,紫丁香的展葉始期推遲3.1天,旱柳推遲2.8天,榆樹推遲2.2天,小葉楊推遲3.0天;地溫對展葉始期最直接的影響表現在4月上旬和中旬,當年這兩個旬的地溫偏低,植物展葉始期則推遲。木本植物綠葉期對年平均氣溫敏感,年平均氣溫每上升1.0℃,紫丁香的綠葉期延長11.7天,旱柳延長10.3天,榆樹延長5.6天,小葉楊延長6.6天。
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