中国木本植物物候对气候变化的响应研究

论文摘要

气候变化对地球植物生态系统的影响研究被愈来愈多的科学家所关注。其中植物物候对气候变化的响应是当今生态学和气候学研究的热点之一。我们使用中国物候观测资料，采用统计学方法和数学模拟方法，研究了我国不同地区树木始花期、物候与气温、日照、降水之间的关系；探讨了芽萌动期、开花期、生长季长度与平均气温、积温之间的关系；建立了描述和预报几个木本树种开花期的模拟模型。得到了以下几点主要结论： 1．在各种气候因子中，气温对树木始花期的影响最强，日照次之，降水量最弱。气温升高、日照时数增加，始花期提前；而降水量增加，始花期推迟。气温对始花期的影响主要集中在春季及冬末，春季气温的升高使始花期有提前。春季最高气温对始花期的影响最强，平均气温的影响其次，最低气温的影响最弱。春季树木开花物候与春季气温随年份、年代的波动基本对应，物候期波动幅度小，气温波动幅度相对较大。 2．树木芽的萌动主要受萌动前冬季气温高低的影响，冬季及秋末气温升高使春芽提前萌动。萌动早的芽萌动期长，芽萌动长度随着早春气温的升高而缩短，对温度的变化反应敏感；萌动晚的芽萌动期短，芽萌动长度随着初冬、秋末平均最低温度的升高而延长，对温度变化的反应不太敏感。 3．生长季的长度主要受早春气温的影响，也受秋末气温一定的影响。随着春季温度的升高，生长季开始提前；随着秋、冬末期气温升高，生长季结束期推迟；整个生长季长度相对延长，其春季物候的提前占主导因素。 中国的季风气候强烈影响植物物候，这种影响随植物种类和地区而改变。中国物候观测网1963-1988年期间对树木物候现象进行了观测，我们使用了4种植物紫丁香（Syringa Oblata Lindl．），紫荆（Cercis Chinensis Bunge），刺槐（Robinia Pseudoacacia L．），合欢（Albizzia Julibrissin Durazz）10个站点的开花期记录，以及相应的气候资料，研究了树木物候期对温度变化的响应。这10个站点覆盖了广泛的区域，其纬度变化于25°N-46°N，海拔高度变化于17-1922米。研究结果有以下几点：

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引论
• 1.1 植物物候研究的目的与意义
• 1.1.1 物候学的概念
• 1.1.2 物候学在生产实践中的应用
• 1.1.3 物候学是国际前沿关注的焦点之一
• 1.1.4 气候变化对植物物候影响研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国内外物候学发展概况
• 1.2.2 气象因子对植物物候期的影响
• 1.2.3 地理条件对植物物候期的影响
• 1.2.4 气候变化对物候的影响
• 1.2.5 气候变化对植物生长季的影响
• 1.2.6 植物物候响应气候变化的模型研究
• 1.3 研究内容和科学目标
• 1.3.1 气候条件对我国不同地区不同树种春季树木物候的影响
• 1.3.2 气候变化对北京地区春季不同树木物候期的影响
• 1.3.3 春季温度变化对我国东部地区木本植物春季开花期的影响
• 1.3.4 气候变暖与城市热岛效应对北京几种树木春季开花期的影响
• 1.3.5 北京地区树木春季开花期模型研究及开花期预报
• 2 研究方法与研究材料
• 2.1 植物物候期的观测方法
• 2.1.1 物候观测地点的选定原则
• 2.1.2 物候指示植物的选择
• 2.1.3 物候观测时间和观测要求
• 2.1.4 植物各物候期的主要特征
• 2.2 研究材料
• 2.2.1 物候资料和气象资料的来源
• 2.2.2 所选择的主要木本植物的种类
• 2.2.3 所使用的物候期
• 2.3 研究方法与技术路线
• 2.3.1 选择的主要物候观测站和物候资料
• 2.3.2 气象资料的处理方法
• 2.3.3 物候资料的处理方法
• 3 我国不同地区树木开花期对气候变化的响应及区域差异
• 3.1 不同气象因子对我国树木始花期的影响
• 3.1.1 西安地区气象因子对树木始花期的影响
• 3.1.2 沈阳地区不同气象因子对刺槐和紫丁香始花期的影响
• 3.1.3 贵阳地区不同气象因子对树木始花期的影响
• 3.2 我国不同地区树木开花期对温度的响应及区域差异
• 3.2.1 温度影响刺槐和紫丁香始花期的显著时段
• 3.2.2 刺槐和紫丁香始花期与温度的年际变化趋势
• 3.2.3 不同时段平均气温对刺槐和紫丁香始花期的影响
• 3.3 我国不同地区树木始花期对春季温度的响应
• 3.3.1 西安地区不同树木开花期对春季温度的响应
• 3.3.2 贵阳地区不同树木开花期对春季温度的响应
• 3.3.3 沈阳地区不同树木开花期对春季温度的响应
• 3.4 积温对我国不同地区树木始花期的影响
• 3.4.1 不同界限温度的活动积温对刺槐始花期的影响
• 3.4.2 不同界限温度的活动积温对紫丁香始花期的影响
• 3.4.3 我国不同地区树木开花期对有效积温的响应
• 3.5 小结与讨论
• 4 温度变化对我国东部地区木本植物开花期的影响
• 4.1 前言
• 4.2 我国不同地区不同树木开花期随纬度的变化
• 4.3 温度对我国不同地区树木开花期的显著影响阶段
• 4.4 我国不同地区树木开花期与显著时段温度的关系
• 4.5 小结与讨论
• 5 北京地区不同树木物候期对气候变化的响应
• 5.1 气象因子对北京地区树木始花期的影响
• 5.1.1 平均气温对北京树木开花期的影响
• 5.1.2 日照时数对北京树木开花期的影响
• 5.1.3 降雨对北京树木开花期的影响
• 5.1.4 气象因子对北京树木开花期的综合影响
• 5.1.5 积温对北京地区树木开花期的影响
• 5.2 北京地区树木芽萌动期对温度变化的响应
• 5.2.1 温度影响树木芽膨大期的显著时段
• 5.2.2 月平均气温对树木芽膨大期的影响
• 5.2.3 北京树木芽萌动期的年变化趋势
• 5.2.4 温度对北京树木芽萌动期长度的影响
• 5.2.5 月平均温度对树木芽萌动期长度的影响
• 5.3 北京地区树木生长季对气候变化的响应
• 5.3.1 北京树木生长季的年变化趋势
• 5.3.2 不同时段温度对树木生长季长度的影响
• 5.3.3 月平均温度对北京树木生长季的影响
• 5.4 小结
• 6 气候变暖与城市热岛效应对北京树木开花期的影响
• 6.1 前言
• 6.2 北京地区温度的时间变化趋势
• 6.3 北京地区树木开花期的时间变化趋势
• 6.4 树木开花期对北京城市增温的响应
• 6.4.1 温度对北京树木开花期的影响时间趋势
• 6.4.2 最高温度对北京树木开花期的影响
• 6.4.3 最低温度对北京树木开花期的影响
• 6.5 小结与讨论
• 7 北京地区树木开花期的模型研究及开花期预报
• 7.1 前言
• 7.2 森林生态的数学模型方法
• 7.2.1 数学模型在森林生态学研究中的作用
• 7.2.2 数学模型的原理与方法
• 7.2.3 模型的评价与检验
• 7.3 植物发育的生理生态特征
• 7.3.1 植物的感温性
• 7.3.2 光照时间与植物发育
• 7.4 物候期预报模型的建立
• 7.5 模型的拟合与检验
• 7.6 小结与讨论
• 8 主要结论与展望
• 8.1 气温、日照、降水和积温对树木开花期的影响
• 8.2 气温对树木芽萌动期的影响
• 8.3 气温对树木生长季的影响
• 8.4 气候变暖对我国不同地区木本植物开花期的影响
• 8.5 气候变暖和城市热岛效应对北京树木开花期的影响
• 8.6 北京地区树木开花期模型研究及开花期预报
• 8.7 本研究取得创新的几个方面
• 8.8 研究展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢