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荒漠植物物候对气候变化的响应研究

来源:干旱区资源与环境 作者:蒋菊芳;梁从虎;杨华;
发布于:2017-06-29 共7187字
  提 要: 基于甘肃省武威市农试站对梭梭和刺蓬的观测资料,运用线性倾向估计法、SPSS 统计软件进行逐步回归和方差分析,建立了关键物候期的气候预测模型。结果表明: ( 1) 荒漠区近十年气温略下降、降水增加,梭梭物候期较稳定,各物候期最早最晚出现日期相差达 14 ~26 天。刺蓬的物候期变化较大,各物候期最早最晚出现日期相差达 40 ~142 天,刺蓬物候期对气候变化更敏感。( 2) 梭梭返青期、展叶期、新枝形成期、开花期和黄枯期年际变化倾向率为 1. 1 ~5. 3d/10a,近十年物候期略有推迟; 刺蓬返青期、花序形成期、开花期和黄枯期年际变化倾向率为 10.8 ~17.3d/10a,近十年物候期推迟,变率较大。( 3) 梭梭春季萌动期缩短,营养生长期、生殖生长期和全生育期延长。刺蓬营养生长期缩短,生殖生长期和全生育期却延长。分析≥0℃积温、累计降水对荒漠植物的影响,梭梭是喜温耐旱植物; 而刺蓬受降水影响大。( 4) 气温与梭梭物候期多为显着负相关,春季气温越高,梭梭春季物候期提前; 秋季气温越高,秋季物候期推迟。3 ~ 6 月降水与梭梭物候期多为显着正相关,降水量越多,梭梭物候越迟。而气温与刺蓬物候呈显着正相关,温度越高,物候期越迟; 水分条件适宜刺蓬物候期才会出现,高温干旱不利于刺蓬生长。
  
  关键词: 物候期; 梭梭; 刺蓬; 气温; 降水。
  
  气候变化影响植物物候,植物物候也是气候生态环境变化的一面镜子。植物物候变化是人类可以直接观察到的自然现象、季节节奏和冷暖变化,也放映一段时间气候条件的积累对它生长、发育的综合影响[1 -3].范广洲等[4 -6]从植物物候对气候变化的响应出发,揭示了植物、动物的响应差异和相互关系。郑景云、常兆丰等[7 -9]研究显示木本植物随气候变暖,春季物候期有明显提早趋势。而闫建成等[10 -12]试验结果显示随降水梯度增加,一年生植物的生长期、高度、叶长和生物量等增加,且具备调整自身物候期长短来适应生长和繁殖所需。随着气温升高或降低,植物物候持续日数会缩短或延长[13 -15].春、秋两季是植物物候变化较敏感的季节,各学科专家从不同地域和不同植物研究了植物物候作为气候变化的重要感应器,是如何来响应气候变化的[16 -19].腾格里沙漠边缘至河西走廊东部绿洲区过渡地带有大片荒漠区,这里生长有多种固沙抗旱荒漠植物,其中常见、典型的是灌木类植物梭梭( Haloxylon ammodendron) 和一年生草本类刺蓬( Cornulaca alaschanica) .文中着重研究腾格里沙漠边缘荒漠地带荒漠植物物候近十年来的新变化和对气温和降水的响应特征,并建立关键物候期气候预测模型,进一步分析荒漠植物物候对气候变化的响应。
  
  1 材料和方法。
  
  试验区地处腾格里沙漠边缘至河西走廊绿洲过渡地带,武威荒漠生态与农业气象试验站( 37°53'N,102°53'E) ,是典型的内陆荒漠干旱气候区,海拔 1534. 8m.气象资料来自武威荒漠生态与农业气象试验站自动观测资料,选择当地对气候敏感、普遍生长的灌木类梭梭和草本类刺蓬,2005 年至 2014 年定点、定期观测资料,标准、方法统一按照文献[20]规范要求进行。气象学上一般将 3 -5 月划分为春季、6 -8 月夏季、9 -11 月秋季。运用 EXCEL、线性倾向估计法和 SPSS13. 0 统计软件进行相关性分析、逐步回归、方差分析和 t 检验,并建立荒漠植物关键物候期气候预测模型。
  
  2 结果与分析。
  
  2. 1 荒漠区基本气候特征。
  
  如图 1 所示,荒漠区年平均气温 7. 9℃,年平均降水量 161. 9mm,主要集中在 5 ~9 月。气温呈现夏季21. 5℃ > 春季 10. 2℃ > 秋季 7. 4℃ > 冬季 - 7. 4℃ ,降水量呈现夏季 87. 6mm > 秋季 40. 3mm > 春季 29.2mm > 冬季 4. 9mm.平均气温呈“ 单峰” 型周年变化,1 月平均气温最低,7 月平均气温最高; 3 月平均降水量最少,7 月平均降水量最多。近十年气温年际变化倾向率为 -0. 582℃ /10a( R =0. 2412,P <0. 1) ,2013年是期间最暖的一年,平均气温达 8. 5℃( 偏高 0. 6℃) ,而 2012 年是最冷的年份,平均气温为 7. 2℃( 偏低0. 7℃ ) .降水年际变化倾向率为 23. 9mm /10a,2014 年是期间降水最多的一年,降水量达 245. 8mm( 偏多52% ) ,而 2013 年是气候相对最干的年份,降水量为 81. 2mm( 偏少 50% ) .
  
    
  2. 2 荒漠植物物候期变化。
  
  2. 2. 1 基本变化特征。
  
  从表 1 可见,梭梭萌芽期 4 月 12 日,展叶期 4 月 30 日,新枝形成期 5 月 22 日,开花期 5 月 8 日,黄枯期 9 月 25 日,果实成熟期 10 月 21 日。由于每年气候条件差异较大,梭梭各物候期最早最晚出现日期相差达 14 ~26 天,梭梭物候期最晚日多出现在 2010 年。而刺蓬返青期 5 月 17 日,花序形成期 8 月 14 日,开花期 8 月 18 日,黄枯期 9 月 24 日。荒漠区每年第一场透雨出现时间差异较大,刺蓬受水分条件影响大,各物候期最早最晚出现日期相差达 40 ~142 天,例如返青期最早出现在4 月10 日,最晚出现在8 月30日,刺蓬最早日多出现在 2007 年,最晚日多出现在 2009 年。
  
    
原文出处:蒋菊芳,梁从虎,杨华,张宇林,丁文魁,杨永龙. 近十年气温和降水对荒漠植物梭梭、刺蓬物候期的影响[J]. 干旱区资源与环境,2017,(02):141-146.
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