毛发生长周期

大多数动物的毛发生长呈现一种循环性变化,生长大致可分为三个时期,即毛发生长初期、毛发生长中期和毛发生长末期。本文对毛囊形成、毛发周期学说、毛发生长不同时期的特征进行了综述。

臭氧升高栾树和白皮松光合生理响应机制

工业化和快速城市化进程导致城市树木暴露于高浓度地表臭氧(O_(3))和氮(N)沉降的环境。以两种北京常见的城市园林绿化树种栾树(Koelreuteria paniculata)和白皮松(Pinus bungeana)为研究对象,采用臭氧开顶式气室(OTC)和^(15)N同位素示踪法,研究了2022年5月—9月3种臭氧浓度NF(自然环境臭氧浓度)、NF40(NF+40 nmol/mol O_(3))和NF60(NF+60 nmol/mol O_(3))环境下两种树苗的生理生长特性,特别是生长季末期植物叶片氮吸收的响应机制。研究结果表明:(1)高浓度O_(3)显著抑制栾树和白皮松叶片饱和光合速率、气孔导度、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和生物量累积,但增加了叶片N含量。(2)生长季末期栾树与白皮松叶片N元素的吸收策略不同,栾树的新叶比老叶吸收更多的N,同时N可能从老叶转移到新叶;白皮松则将N更多地储存在老叶中以维持叶片常绿,而不是将N转移到新叶中。(3)在生长季结束前一周,不论施N与否O_(3)浓度升高均会显著增加叶片的衰老比率,O_(3)浓度越高栾树叶片衰老比率越高,而施N处理可降低由于O_(3)升高导致叶片衰老的比率,越接近生长季结束O_(3)增加栾树叶片衰老和施N缓解叶片衰老的变化规律越显著。由此可见,在研究城市树种应对O_(3)浓度升高和N沉降的环境变化时,不仅要考虑不同功能型如落叶和常绿树种的差异,同时也应关注落叶植物的不同生长时期,特别是生长季末期的变化。

近12年陕甘宁黄土高原区植被物候时空变化特征

以SPOT VEGETATION旬数据集为数据源,研究1999—2010年陕甘宁黄土高原区植被物候时空特征。采用时间序列谐波分析法对原数据进行预处理,通过傅里叶插值法将NDVI旬数据插值成日数据,再通过阈值法和最大比率法确定植被物候期。结果表明,陕甘宁黄土高原地区植被物候多年平均值呈纬度变化规律,纬度低的地区生长季始期(SOG)和生长季末期(EOG)提前,生长季长度(LOG)缩短。海拔高度每上升100 m,SOG提前约3d(P<0.01),EOG提前约2 d(P<0.01),LOG延长约1 d(P>0.05)。1999—2010年植被SOG、EOG和LOG的物候年际变化率分别为-0.02、0.003和0.02 d·a-1。陕甘宁大部分地区SOG呈提前趋势,EOG呈推迟趋势,LOG呈延长趋势。植物物候与降水和河流网相关,干旱低温高纬度地区植被生长停滞提前,生长周期缩短。

季节性气候对不同草地植被物候变化的影响

草地广泛分布于干旱区和半干旱区,对季节性气候变化的响应十分敏感,但目前针对草地物候对季节性气候变化响应的研究仍较为薄弱。文章以内蒙古为例,基于不同草地类型的NDVI数据,辅以动态阈值、趋势分析和偏相关方法研究了2001—2020年草地物候时空动态、变化趋势及其随海拔梯度、气温和降水变化特征。结果表明内蒙古地区:(1)随纬度、海拔升高,草地生长季始期(start of growing season,SOS)逐渐推迟,生长季末期(end of growing season,EOS)缓慢推迟,生长季长度(length of growing season,LOS)呈不规律性变化趋势。(2)SOS集中在4月上旬到5月下旬,71.3%呈显著提前趋势,速率为0~2.0 d/a。EOS集中在9月下旬到10月中旬,69.98%呈推迟趋势。LOS持续在110~230 d,50.31%呈变长趋势。(3)在海拔500~2500 m的区域,随海拔上升,SOS推迟、EOS提前、LOS延长。(4)SOS与夏、秋、冬的气温为显著负相关关系,与春、秋、冬降水为显著负相关关系,与春季气温和夏季降水呈显著的正相关关系。EOS与春、夏、秋降水以不显著负相关性为主,与冬季降水以不显著正相关为主,与四季气温以负相关关系为主。LOS与春、夏、冬气温以负相关为主,秋季气温与LOS的正负相关参半。以上研究结果对内蒙古草地生长监测和应对气候异常提出保护策略、制定行之有效的防灾减灾措施、构建稳定的生态屏障具有指导意义。

基于时序指数西北植被物候时空变化特征

基于1999—2010年SPOT VEGETATION旬数据,采用HANTS方法对原数据进行平滑处理,并利用傅里叶插值方法将旬数据插值成天数据,再通过NDVI天变化量确定植被物候期,研究了中国西北植被物候时空特征。结果表明:(1)海拔2km以下,植被类型以农业植被为主,受人类因素影响较大,物候生长季始期(SOG)相对提前,生长季末期(EOG)推迟,生长季长度(LOG)变大且由东南向西北递减;在海拔较高地区,物候SOG推迟,EOG提前,LOG缩短。(2)1999—2010年西北植被物候,东部SOG提前,EOG推迟,LOG变延长;而向西部物候变化特征与东部相反。一方面,从陕西到青海海拔不断上升,温度逐渐下降,植被物候也随之变化;另一方面,陕西一带是集中农业区,青海地区主要以草地植被为主,农业(小麦)植被物候期相对较长。

秦岭森林物候时空分布特征及对水热条件的响应

大量观测数据分析表明,全球气候正逐步变暖。植物物候现象是全球自然环境变化的指示器。物候对气候变化的响应是研究全球气候变化的重要手段之一。森林是全球生态系统的重要组成部分,森林物候特征变化是反映气候变化对森林生长影响的综合性生物指标。利用2001—2018年MOD09A1卫星数据重建了秦岭地区增强型植被指数(EVI)序列,采用最大变化速率和阈值法结合提取了秦岭森林物候参数,结果表明:(1) Whittaker滤波法在灌木、农田、森林3种生态样地重建中稳定性较好,在秦岭山地有较好的适用性。(2)秦岭地区物候多年均值分布同秦岭地区水热条件密切,由高海拔高山区到农耕区,生长季始期(Start of Growth Season,SOG)逐渐提前,生长季末期(End of GrowthSeason,EOG)逐渐推迟,生长季长度(Length of Growth Season,LOG)由高海拔区向低海拔区逐渐加长。秦岭浅山区和东部伏牛山农耕带生长季(SOG)开始较早,出现在3月上旬,高山区针叶林带生长季开始的较晚,出现在5月上旬到中旬(120~135 d)之间。生长季末期(EOG)集中出现在10月~11月初(270~310 d),高山区针叶林带生长季结束较早,浅山区植被生长季结束较晚,普遍出现在11月(300 d)以后。生长季长度(LOG)分布在150~200 d之间,低海拔地区LOG较长,大于180 d,高海拔林区生长季较短LOG集中在150~170 d。(3)年际变化特征:2001—2018年生长季始期(SOG)呈现提前趋势,其中高海拔区提前明显,南北麓海拔低于500 m部分区域和东部伏牛山少部分区域出现推迟。生长季末期(EOG)呈现推迟趋势,其中秦岭北麓和东部中低海拔区域推迟明显,生长期长度(LOG)总体呈延长趋势。(4)秦岭地区近17 a气温呈现上升趋势,变化率为0.02℃·a^-1,降水呈现不明显的上升趋势,日照时数则呈现明显的下降趋势,变化率为14.6 h·a^-1。(5)秦岭地区物候参数同0℃、5℃和10℃界限温度、降水、日照时数相关性分析表明,全球变化下的升温作用是影响秦岭森林物候变化的主要因子,升温作用导致SOG提前,EOG推迟、LOG延长,主要集中在秦岭南北麓1 000~2 000 m之间,秦岭东部伏牛山低海拔区境内相关性最低,表明受温度制约较小。

武夷山国家公园森林植被物候变化特征研究

以福建省武夷山国家公园为研究区域,基于2000-2020年MODIS NDVI遥感数据,分析了武夷山国家公园森林植被物候空间分布状况以及年际变化特征。结果表明,(1)武夷山国家公园森林植被生长季始期主要分布在第65-105 d,生长季末期主要分布在第260-335 d,生长季长度主要集中分布在第170-250 d。(2)武夷山国家公园森林植被物候生长季始期平均显著提早5.9 d·(10a)^(-1)(P<0.05),生长季末期平均推迟3.4 d·(10a)^(-1),生长季长度平均显著延长9.2 d·(10a)^(-1)(P<0.05)。(3)武夷山国家公园森林植被71.4%区域生长始期具有提前趋势,62.5%的区域生长末期具有推迟趋势,71.8%区域生长季长度具有延长趋势。本研究可为武夷山国家公园生态环境的保护提供科学依据。

黄土高原植被物候时空变化及其与季节性干旱的关系

为了揭示季节性干旱对黄土高原植被物候的影响,基于1982-2015年的GIMMS NDVI、气温、降水数据,提取黄土高原地区植被生长季始期SOS、植被生长季末期EOS和标准化降水蒸散发指数SPEI,采用Sen趋势分析法、Mann-Kendall突变点检验法探究黄土高原植被SOS和EOS的时空动态变化情况,采用高阶偏相关分析法对不同植被类型SOS和EOS与季节性SPEI的相关性进行分析。结果表明:黄土高原植被SOS在1995年开始发生突变,由推迟趋势转变为提前趋势,平均变化倾向率为-0.180 9 d/a;EOS在1990年开始发生突变,由提前趋势转变为推迟趋势,平均变化倾向率为0.094 2 d/a;当年春季干旱和年初冬季干旱会导致次年植被SOS推迟,上年夏秋季干旱会导致次年植被SOS提前;当年春季干旱和上年夏季干旱会导致植被EOS推迟,上年秋季干旱和年初冬季干旱会导致植被EOS提前。