离石区旱柳物候变化趋势及与气候要素变化的关系

离石区旱柳物候变化趋势及与气候要素变化的关系

王军娥

山西省交口县气象局，山西 吕梁 033000

摘要：根据离石区1980-2012年物候资料和同期气候资料，运用线性估计法和相关系数法，分析离石区旱柳物候变化趋势及与气候要素变化的关系，结果表明：旱柳展叶期、秋季物候期推后，开花盛期、果实与种子成熟期、绿叶期提前。1980-2012年期间各月气温均为上升趋势，汛期降水变动显著，日照夏、冬季两季下降显著。旱柳物候期不仅受前期气候变化影响，而且对后期气候变化有预示作用。气温、日照对旱柳开花期影响明显。

关键词：旱柳物候；气候要素；回归系数；相关系数

植物物候是季节节奏宏观、综合的体现，其变化特征反映了过去一段时间气候条件的积累对植物生长、发育的综合影响。因此，植物物候常被气候变化研究者作为一种重要的代用指标来指示气候变化[1]。竺可桢在《中国近五千年来气候变迁的初步研究》中就是以植物展叶、开花的早晚确定某历史时期的冷暖，还根据柑橘、荔枝、梅树、竹子的分布和冻害状况推算了我国近五千年来的气候变化情况[2]。

作为陆地生态系统中重要的组成部分，植物物候的变化不仅能直观地反映出区域气候变化的趋势，也会反作用于气候变化的过程[3]。研究发现：温度变化会使植株体内酶的活性发生变化，从而影响植物发育进程，春季物候对温度的感应尤为敏感[4]。光照不仅影响植物的花芽分化、开花，还影响植物的叶片变色[5]。土壤水分的变化，将直接影响植物体内的水分状况，从而对光合速率和物候期产生影响[6]。

旱柳（Salix matsudana）、为杨柳科、柳属落叶乔木；喜光、喜湿润土壤，耐干旱、水湿、寒冷，易繁殖、生长快，对病虫害及大气污染的抵抗性强。是温带地区分布广泛的常见树种和绿化树种。也是农业气象物候观测项目中观测站点多，时间序列长的物种之一。

随着全球气候变暖，引起物种物候的变化，且这种变化因物种、地区差异不尽相同。离石区地处山西省西部、吕梁山脉中段，黄河一级支流三川河中游，地貌类型以墚、峁为主,沟壑纵横,属典型的黄土丘陵沟壑区；冬季寒冷干燥，夏季雨热同步，春季多风少雨，秋季天高气爽，属半干旱大陆性季风气候区；境内旱柳树分布广泛、随地可见。

本文通过对离石区旱柳物候资料的分析，研究离石区旱柳物候随气候变化的趋势，及与气候因子的关系。为当地在监测与保护生态环境,预测和鉴定天气及气候变化特征等方面提供气象数据支持。也是旱柳及木本植物物候随气候变化的一个例证。

1 资料与方法

1.1 资料说明

本文所选旱柳物候资料来自离石区气象局1980-2012年的物候观测资料，气候要素选取同期气温、降水、日照资料；物候期选取展叶始期、展叶盛期、开花盛期、果实与种子成熟期、叶始变期、叶全变期、落叶始期，绿叶期为展叶始期到叶始变期之间的天数。

1.2 方法

为方便计算，旱柳物候观测数据均采用Julian日换算方法，将逐年物候现象平均出现日期转化成距同年1月1日的实际天数，即年序列累积日数，得到各物候期的时间序列[7]。用线性倾向估计法计算旱柳各物候期时间序列、气候要素随时间变化的回归系数，分析旱柳物候的变化趋势，定量反映气候因子随时间变化幅度。对物候现象平均出现日期与上一物候期（上年12月）结束到下一物候期（下年2月）开始之间各月气候因子进行相关分析，研究离石区旱柳物物候变化对气候因子的感应指示规律，并进行显著性检验[8-9]。

2 数据分析

2.1 旱柳物候的气候变化特征趋势

表1 离石区旱柳物候逐年变化趋势

*为在α= 0.5水平上显著，**为在α= 0.1水平上显著。

离石区旱柳展叶期为逐年推后趋势(见表1)，开花盛期、旱柳果实与种子成熟期、绿叶期均为提前趋势，旱柳秋季物候期略有推后。旱柳秋季物候期极差变幅大于春季物候期，旱柳物候期总体变化趋势均为通过显著性检验。

2.2 离石区1980-2012年气候变化趋势

离石区1980-2012年各月气温均为上升趋势，气候倾向率介于0.34-1.36度/10a之间，其中9月上升趋势最大，每年上升0.14度。降水5、6、8月为下降趋势，其余月份均为上升趋势,气候倾向率介于-11.7-14.1mm/10a之间，6月下降速度最大，9月上升速度最快。日照时数除3、4月外，均为下降趋势，气候倾向率介于-20.0—2.6小时/10a之间,且夏、冬季两季下降显著。

2.3 旱柳物候与气候要素的关系分析

为文本简洁，图表清晰，本文图表中剔除所有相关系数绝对值未达到0.25的因子。

2.3.1 旱柳物候与气温的关系分析

表2离石区旱柳物候期与气温的相关系数

*为在α= 0.05水平上显著，**为在α= 0.01水平上显著。

旱柳展叶始与下半年气温正相关显著(见表2)，旱柳开花盛与气温负相关显著。旱柳果实与种子成熟与4月、9月气温负相关显著。1-3月气温与旱柳秋季物候期负相关显著。气温升高使旱柳绿叶期缩短。

2.3.2 旱柳物候与降水的关系分析

表3旱柳物候期与降水的相关系数

*为在α= 0.05水平上显著，**为在α= 0.01水平上显著。

降水对离石区旱柳物候期影响较小(见表3)，旱柳开花盛、果实种子成熟期与当年12月降水负相关显著。4月降水与木本绿叶期负相关。5月降水与旱柳秋季物候期正相关显著。9月降水偏多会使旱柳贪青晚落，秋季物候期延后。

2.3.3 木本植物物候与日照的关系分析

表4旱柳物候期与日照的相关系数

*为在α= 0.05水平上显著，**为在α= 0.01水平上显著。

旱柳开花期与日照正相关显著(见表4)。旱柳果实种子成熟与当年2月、12月、下年2月日照正相关显著，与春季日照负相关。4月日照与旱柳秋季物候期正相关。旱柳秋季物候期与下年2月日照负相关。

3 结论

①离石区30年来的物候变化特征看，离石区旱柳展叶期为推后趋势，开花盛期、绿叶期均为提前趋势，秋季物候期略有推后。

②离石区30余年来各月气温均为升高趋势；汛期降水略有下降，但趋势不显著；日照时数夏、冬季两季下降显著。

③离石区旱柳物候期不仅受前期气候变化影响，而且对后期气候变化有预示作用:展叶始与下半年气温正相关；1-3月气温与旱柳秋季物候期负相关显著。气温升高使旱柳绿叶期缩短。旱柳开花盛、果实种子成熟期与当年12月降水负相关显著。5月降水与旱柳秋季物候期正相关显著。9月降水偏多会使旱柳贪青晚衰，秋季物候期延后。4月日照与旱柳秋季物候期正相关。气温、日照对旱柳开花期影响明显。

参考文献：

[1] 白松竹, 李焕, 李新豫. 阿勒泰木本植物物候变化特征及其原因分析[C]// 中国气象学会年会. 2010.

[2] 竺可桢. 中国近五千年来气候变迁的初步研究[J]. 气象科技, 1973(s1):15-38.

[3] 符瑜, 潘学标. 草本植物物候及其物候模拟模型的研究进展[J]. 中国农业气象, 2011, 32(3):319-325.

[4] 徐文铎, 何兴元, 陈玮,等. 近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系[J]. 生态学杂志, 2008, 27(9):1461-1468.

[5] 张峰, 周广胜, 王玉辉. 内蒙古克氏针茅草原植物物候及其与气候因子关系[J]. 植物生态学报, 2008, 32(6):1312-1322.

[6] 陈效逑, 李倞. 内蒙古草原羊草物候与气象因子的关系[J]. 生态学报, 2009, 29(10):5280-5290.

[7] 陈彬彬, 郑有飞, 赵国强,等. 河南林州植物物候变化特征及其原因分析[J]. 植物资源与环境学报, 2007, 16(1):12-17.

[8] 高祺, 缪启龙, 岳艳霞. 河北省木本植物物候变化特征及其对气候变暖的响应[J]. 中国农业气象, 2011, 32(1):17-22.

[9] 杨永岐. 农业气象中的统计方法[M]. 气象出版社, 1983.

作者简介：王军娥(1966-)，女，汉族，山西吕梁临县人，大专学历，副高，从事综合气象业务工作。