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气候波动对西安39种木本植物展叶始期及其积温需求的影响

王焕炯  陶泽兴  葛全胜  
【摘要】:过去几十年来暖春等异常气候事件发生的频次和强度显著增加,使植物春季物候期发生了明显变化。但异常气候事件对植物春季物候积温需求的影响仍不清楚,限制了对未来物候变化预测精度的提升。该研究利用西安植物园1963–2018年39种木本植物的展叶始期和相应气象数据,首先根据3–4月平均气温划分了偏冷年、正常年和偏暖年,对比了冷暖年相对于正常年的展叶始期变化。其次,利用3种积温算法计算了各植物逐年的展叶始期积温需求,比较了积温需求在冷暖年和正常年的差异。最后,评估了传统积温模型在模拟偏冷或偏暖年展叶始期时的误差。结果表明,所有植物的展叶始期在偏暖年比正常年平均早8.6天,而在偏冷年平均晚8.2天。在偏暖年,大多数物种展叶始期的积温需求(以5℃为阈值,平均257.5度日)显著高于正常年(平均195.1度日);在偏冷年的积温需求(平均168.0度日)低于正常年,但在统计上差异不显著。就不同类群而言,古老类群相对于年轻类群在偏冷年的推迟天数更多,积温需求变化较小,但在偏暖年无显著差异。不同生活型间物候与积温需求变化也无显著差异。造成偏暖年积温需求增加的可能原因是偏暖年冬季气温较高,导致植物受到的冷激程度减轻,从而抑制了后续的展叶。在正常年,积温模型模拟木本植物展叶始期的平均误差仅为0.4–1.9天。在偏暖年和偏冷年,模拟值分别比观测值平均早4.1天和晚3.0天。因此在预测未来物候变化时,需要考虑气候波动条件下的积温需求变化。

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