大学校园植物物候格局及其气候驱动因子研究——以海南大学为例

植物的物候格局通常随时间而变化,展叶、开花和结实的出现时间和数量因年而异,或因事件而异,然而,热带地区的物候格局在很大程度上仍然是未知的。该研究利用海南岛海口市海南大学校园3年的物候监测数据,分析植物的展叶、开花、结实物候格局。对物候期与环境变量进行多重回归分析影响热带地区植物物候的主要气候因子。结果表明,热带地区植物物候格局具有明显的季节性,展叶、开花和结实分别集中在4月—6月、4月—8月、5月—11月;影响展叶和开花物候格局的气候因子均为月均日照时长,每月结实物种数与气温相关,尤其是每月果实成熟物种数与月最低气温呈显著相关。不同功能群之间物候期存在差异,灌木展叶早于草本和乔木,风媒植物展叶早于虫媒植物,肉质果型植物展叶和果实成熟时间早于非肉质果型植物。乔木开花比草本和灌木早,非肉质果型植物开花时间比肉质果型植物早,风媒植物果实成熟早于虫媒植物。这些对将来预测热带物候事件具有重要意义。

植物物候期对城市鸟类群落多样性的影响

为探究植物物候与鸟类群落多样性的相关性,以浙江农林大学东湖校区春夏季校园植物和鸟类为研究对象,以“候”(pentad)(5 d)为物候期时间分布特征分析的基本单位,候序为描述物候现象发生早晚的基本变量,于2022年2月4日至9月27日进行植物及鸟类的物候观测,基于物候频率曲线及频数分布划分季相,并采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数计算鸟类群落多样性。结果表明:(1)在2022年6—20候为春季,21—44候为夏季,以芽、叶、花和果的物候期为主;在春夏季共记录鸟类16目42科82属107种,其中留鸟52种(47.27%)、夏候鸟28种(25.45%)、冬候鸟19种(17.27%)、旅鸟11种(10.00%),其中苍鹭Ardea cinerea、大白鹭Ardea alba和黑短脚鹎Hypsipetes leucocephalus存在两种居留型。(2)鸟类群落的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数最大值分别位于14候(1.4406)、25候(0.3934)和20候(9.8066);春季鸟类多样性及丰富度高于夏季的,均匀度略低于夏季的;春季可食部分物候期增加对植食性鸟类数量具有正向影响。综合以上结果,建议城市绿化按物候规律选择鸟类取食植物,保留植株宿存果,栽植常绿树种和翌年结果植物以减缓春夏交替时的食物短缺,并尽量减少刈割等对草本植物发芽、生长、开花和结实等生活史阶段的影响。

广州秋冬季植物物候对红耳鹎生境的影响

以红耳鹎为例,通过实地调查,研究其在广州植物物候变化较为明显的秋冬季的活动生态特征、偏好植物特性、鸟媒植物群落特征以及秋冬季适宜的生境植物物候变化情况,旨在保护广州优势种留鸟,为广州红耳鹎生境植物群落营建提供参考。结果表明:1)微生境尺度下,水涝、病虫害和土壤干旱贫瘠化等会导致植物长势不佳,从而影响鸟媒优势种群搭建的栖息环境,抑制红耳鹎群落规模。2)在广州,红耳鹎秋季的食性和取食行为多样,生态位宽。植被群落结构、植被品种、种植方式、搭配模式等是影响红耳鹎数量和分布的重要因素。3)广州红耳鹎鸟媒植物具有主干明显,枝叶密度较大,木本植物、乔木树冠向外扩展、常绿等典型特征。4)广州秋冬季开花乡土植物较多,进一步筛选适宜红耳鹎食性的植物品种可促进红耳鹎秋冬季食源观花树种的推广应用。5)红耳鹎鸟媒植物群落具有显著的垂直空间特征,“樟树-黄槐-夹竹桃-非洲凌霄”等植物群落通过近自然群落式营造的生境较受红耳鹎偏爱。

金沙江下游水电开发区域植物物候时空变化规律

金沙江下游梯级水电开发区域处于生态脆弱和敏感区,植被物候时空变化特征仍不清楚。本文采用2001-2019年的植被物候数据(MCD12Q2),分析金沙江下游水电开发区域植被物候参数的时空变化特征。结果如下:(1)研究区2001-2019年平均植被生长季始期、末期和生长季长度分别为第112天,第331天和219天。(2)不同植被物候参数变化趋势不同,生长季始期不显著提前,生长季末期显著延迟0.62天/年,生长季长度显著延长0.72天。(3)生长季始期、末期和长度均在65%的区域分别具有提前、延迟和延长的趋势,其中20%的地区生长季始期显著(P < 0.1)提前,23%的地区生长季末期显著延迟,24%的地区生长季长度显著延长。本研究表明金沙江下游区域的植被物候处于快速变化中,未来应该加强对该地区的研究。

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。

植物物候与气候研究进展

植物物候及其变化是多个环境因子综合影响的结果,其中气候是最重要、最活跃的环境因子。主要从气候环境角度分析了植物物候与气候以及气候变化间的相互关系,概述了国内外有关植物物候及物候模拟等方面的研究进展。表明,温度是影响物候变化最重要的因子;同时,水分成为胁迫因子时对物候的影响也十分重要。近50a左右,世界范围内的植物物候呈现出了春季物候提前,秋季物候推迟或略有推迟的特征,从而导致了多数植物生长季节的延长,并成为全球物候变化的趋势。全球气候变暖改变了植物开始和结束生长的日期,其中冬季、春季气温的升高使植物的春季物候提前是植物生长季延长的主要原因。目前对物候学的研究方向主要集中在探讨物候与气候变化之间的关系,而模型模拟是定量研究气候变化与植物物候之间关系的重要方式,国内外已经开发出多种物候模型来分析气候驱动与物候响应之间的因果关系。另外遥感资料的应用也为物候模型研究提供了新的方向。物候机理研究、物候与气候关系以及物候模型研究将是研究的重点。

全球变化下植物物候研究的关键问题

总结了全球变化下植物物候研究的主要进展,针对该领域国内外的几个热点问题进行了讨论。植物物候研究的重心从以前的野外观测和初步统计分析逐步过渡到以揭示物候周期的调控机制和环境效应为主,研究手段从植物物候对环境变化做出反应的表象描述转移到多尺度、多要素耦合关系的综合分析。随着学科交叉研究的不断深入,植物物候研究从植物个体及居群适应性研究转向植物物候变化对生态系统、气候演变、农业生产乃至人类健康等方面影响的系统评估。并且在该转变过程中出现了几个关键性问题,如不同温度带大气温度与光周期对植物物候期贡献力问题、植物物候变化对气候变暖的非线性响应特征、群落水平上植物物候研究的复杂性、以及农业生态系统中作物物候研究的重要性等。对我国植物物候研究现状和管理体系中亟待解决的问题提出了建议。

民勤荒漠区植物物候对气候变暖的响应

近几十年来,全球气候普遍变暖。那么,荒漠地区的气候是不是响应了全球气候的这种变化?在全球气候变化过程中,荒漠区植物物候又是如何响应这种气候变化的呢?显然,研究荒漠地区植物物候对气候变化的响应对于深入研究荒漠植物物候与气候因子的关系以及荒漠地区的植物保护都具有重要意义。运用位于中国西北典型荒漠地区的民勤沙生植物园1974～2007年42种中生、旱生植物的物候观测资料进行分析。结果表明:研究区1974年以来气温抬升幅度大于其他文献的研究报道,春季物候期提前幅度明显大于其他国家文献报道;在气温变暖的过程中,不同月份的气温变化与年平均气温的变化趋势并不完全对应,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>年平均气温;研究区位于中国典型荒漠化地区,属于干旱荒漠气候,春季气温升高较其他地区更加明显,这就是当地春季物候期提前幅度相对较大的原因所在,也是当地以及中国西北沙区近几十年来沙尘暴天气增多和沙尘暴发生日期提前的原因。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,尤其是荒漠植物。因此,物候研究将会成为今后气候学和植物生态学研究的一个重要内容。

植物物候对气候变化的响应

植物物候的变化可以直观地反映某些气候变化,尤其是气候变暖。植物生长节律的变化引起植物与环境关系的改变。生态系统的物质循环(如水和碳的循环)等过程将随物候而改变。不同种类植物物候对气候变化的响应的差异,会使植物间和动植物间的竞争与依赖关系也发生深刻的变化。目前欧洲、美洲、亚洲等许多地区均有关于春季植物物候提前,秋季物候推迟,使植物的生长季延长,从而提示气候变暖的趋势。植物物候的模拟模型构成生态系统生产力模型的重要部分。

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。

内蒙古克氏针茅草原植物物候及其与气候因子关系

植物物候作为气候变化敏感的生物圈指示计,已经成为全球变化研究的热点。利用1985～2002年地面物候观测数据,构建了内蒙古克氏针茅（Stipa krylovii）草原植物物候的时间序列谱,并分析了植物物候的时间变异与气候因子之间的相关关系。结果表明：1）从1985~2002年内蒙古克氏针茅草原的气候朝着暖干趋势发展,主要表现在春、夏气温的显著性增加与秋季（9月）降水的显著性减少;2）主要植物物候的变化整体呈返青期推后其它物候期提前趋势;3）植物生长盛期（7、8月）对气候变化最敏感;4）光照和温度是影响内蒙古克氏针茅草原植物物候格局的主要因素,年内最寒冷的1月月均温和2、3月的光照对春季返青期具有负效应,而其它物候期与7、8月的光照则呈显著的负相关关系,6、7月的降水对发育盛期的花序形成、抽穗与开花具有显著的负效应,8、9月的降水量能显著推后枯黄期的结束,从而有利于生长季的延长。

湖南长沙、衡阳地区1888～1916年的春季植物物候与气候变化

文章根据清代王闿运所著《湘绮楼日记》中的湖南长沙、衡阳地区的春季物候记录,重建了该地区1888～ 1916年的春季植物物候距平序列。分析发现,1888～1916年春季植物物候期平均较现代推迟3.22d,其中1890年 代迟4.89d,1900年代迟2.22d,1910年代迟4.29d。进而推算,长沙、衡阳地区1888～1916年的春季比现代冷,平 均气温低0.37℃。该结果可使长沙地区的年代际春季温度序列延长到1890年代。

植物物候对重庆主城区热岛效应的响应

为探究植物物候对山地城市内部热岛效应的响应特征,于2016年1月—2017年1月对重庆市主城区80种木本植物进行地面物候观测,同时利用Landsat 8热红外数据反演研究区地表温度,结合同时期地面实测气温,对研究区热岛强度等级进行划分,进而比较城市内部不同热岛强度等级下植物物候变化特征。结果表明,热岛过渡区与热岛区植物展叶期较凉岛区分别提前了5.1 d和8.1 d,初花期分别提前了4.0 d和20.8 d,终花期分别提前了4.8 d和11.6 d,而落叶期分别推迟了8.5 d和18.9 d,即城市内部热岛増温使植物春季物候提前,秋季物候推迟,生长季延长,且物候变化幅度随热岛强度等级增大而增大。不同功能型植物物候对热岛増温的响应存在差异,灌木、常绿植物和引种植物物候比乔木、落叶植物和本土植物更加敏感。本研究在一定程度上填补了我国西南山区物候研究的空缺,可为预测城市植物物候对未来山地城市小气候变化乃至全球气候变暖趋势的响应提供早期预警。

遥感技术在植物物候研究中的应用综述

通过遥感技术研究植物物候现象的机理分析,认为植被指数可反映植被各物候期的特征。国内外在探测植物生长季始末日期、花期变化、净第一性生产力变化、全球碳收支等方面的研究促进了植物物候的发展;同样物候研究也可提高遥感影像植物分类和作物估产的精度,同时可促进高光谱遥感的发展。通过我国物候研究从传统的农林业应用转向注重遥感探测、生态学应用的现状分析,展望了我国物候发展方向:关注植物生长季始末时间的时空分布规律;遥感监测植物季相变化;遥感监测植物花期;注重探讨植物生理和生态特征;植物高光谱遥感物候研究;重视物候科普普及工作。

青藏高原植物物候的变化及其影响

植物物候是植物生活史的周期性循环事件。在气候变化和人类活动的影响下,青藏高原植物物候发生了显著的变化。近年来,青藏高原的物候初始期变化总体表现为返青期和初花期提前、枯黄期推迟的趋势,而果实期则保持相对稳定;增温延长了生长季,主要是通过延长开花等繁殖物候而实现的。青藏高原的物候变化主要受温度、水分和放牧的驱动,暖湿化和适度放牧有利于植物提前或延长物候期,而暖干化则延迟或缩短物候期。物候变化对植物种群、群落、生态系统、农牧区生产以及旅游业(如赏花节)等都会产生显著的影响。然而,目前青藏高原植物物候研究仍然十分缺乏,尤其是物候变化对生态系统结构和功能的影响研究更少。针对当前青藏高原物候研究存在的问题给出了一些建议:在未来的研究中应该尽可能从生理尺度到生态系统尺度的不同视角来研究气候变化和人类活动对物候的影响,以及物候变化对生态系统结构和功能的反馈。

植物物候研究进展

植物物候直接反映了气候变化的影响,是植被动态模拟的关键.在遥感和模型技术的推动下,植物物候与全球变化关系的研究日益受到人们的关注.文中从植物物候与环境因子的相互关系、植物物候对全球变化的响应以及植物物候的遥感监测方面,综合论述了植物物候的研究进展,找出植被物候研究的不足,进而提出未来植被物候的研究方向.

植物物候期的频率分布型及其在季节划分中的应用

在前人物候季节划分研究的基础上，提出了划分自然景观季节的物候频率分布型法，并利用北京小西山山前一带物候历中的资料，将当地的物候季节划分为１２个季段。划分结果表明，每个季节阶段都具有典型的植物物候形态组合与色彩组合，独特的季相特征，并且与气温和降水的季节分配状况相吻合。本方法与以往的物候季节划分方法相比，具有划分指标定量且综合、划分季段详细、季节的内涵丰富、适用区域范围广阔等特点。

沙尘暴发生日数与空气湿度和植物物候的关系——以民勤荒漠区为例

民勤荒漠区沙尘暴发生日数在波动中表现为减少趋势。为了研究探索沙尘暴减少的原因,运用1956年以来的沙尘暴观测资料、1961年以来的气象资料和1974年以来的植物物候观测资料,用标准差计算沙尘暴的月变差,用相关系数计算空气湿度等气候要素和植物物候与沙尘暴发生日数之间的相关关系。结果表明,沙尘暴日数的减少与空气相对湿度的增大密切相关,与春季植物物候的提前和秋季植物物候的推迟之间存在一定的相关关系。植物物候变化与沙尘暴发生日数变化的关系有待深入研究。

西藏雅鲁藏布江流域植物物候变化及其海拔效应

雅鲁藏布江流域位于青藏高原南部,海拔跨度较大,平均海拔4 600 m,是研究高海拔大流域气候变化生态响应的代表性区域。以雅鲁藏布江流域为例,综合运用1999—2013年的SPOT-VGT NDVI旬数据集和SRTM数字高程模型(DEM),利用阈值法提取物候特征,研究雅鲁藏布江流域植物物候变化及其海拔效应。结果表明,流域植物返青期提前的区域占流域总面积的61.3%,推迟的区域占38.7%;植物枯黄期提前的区域占45.3%,推迟的区域占54.7%。雅鲁藏布江流域植物生长季长度存在缩短现象,年变化率的像元平均值为-0.47 d·a-1。自下游至上游,流域植物返青期逐渐推迟,枯黄期逐渐提前,植物生长季长度总体上呈缩短趋势。随着海拔的增加,雅鲁藏布江流域植物生长季长度和年变化率总体上呈减小趋势。