湖州市冬季气候变化特征及对春季物候的影响

以2000-2011年湖州市农业气象观测站的动植物物候资料和1969-2011年湖州国家基本气象站的地面观测资料为基础,运用线性倾向估计、Pearson相关系数等统计学方法,研究湖州市近42年来冬季气候的变化特征及近12年来气候变化对春季物候的影响。结果表明,近42年来冬季平均气温和降水都呈增加趋势,日照时数呈减少趋势,而近10年来与整体趋势相反;近12年来木本植物的展叶始期和开花始期整体呈推迟趋势,草本植物的展叶始期有所提前而开花始期有所推迟;冬季平均气温与春季动植物物候期有较好的负相关性,说明平均气温是春季物候期的敏感因子,尤其对木本植物的展叶始期具有较好的指示意义,而降水和日照对春季动植物物候期影响不明显。     

辽宁西部旱柳、榆树春季物候期对气候变暖的响应

植物物候变化是气象和水文变化的敏感指标，气候变化是影响生态系统结构和功能的重要参数。研究植物物候变化对气候变暖的响应可为生态环境保护、大规模农业结构调整和旅游业发展提供参考。以辽西1980—2020年旱柳、榆树春季物候资料和局部气温资料为基础，采用线性趋势、线性回归等方法研究旱柳、榆树春季物候特征及其对气温变化的响应。结果表明：1980—2020年研究区年平均气温呈显著上升趋势，趋势速率为0.365℃/10 a，1—3月平均气温上升趋势为0.609℃/10 a。旱柳、榆树春季物候期提前显著。旱柳展叶始期、开花盛期分别以-2.642 d/10 a、-2.966 d/10 a倾向率提前;榆树开花盛期、展叶始期分别以-4.008 d/10 a、-5.242 d/10 a倾向率提前。3月和2—3月气温与旱柳、榆树春季展叶期、开花盛期相关显著，是影响物候期的主要因子。当平均气温每变化1℃，旱柳展叶期、开花盛期提前0.8~1.5天，榆树展叶期、开花盛期提前0.7~1.4天。研究结果可为农时预报服务、农业管理提供参考。     

科尔沁沙地小叶杨物候期变化规律

为了真实准确地反映科尔沁沙地生态环境变化,预测未来环境发展趋势,指导农林业生产实践,对1981—2014年科尔沁沙地小叶杨(Populus simonii)花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期、叶全变色期、落叶末期等7个物候的出现日期和日照时间、平均气温、降水量等3个气候因子进行回归分析和相关分析,探讨其年变化趋势及其相关关系。结果表明:近34 a来,科尔沁沙地的日照时间平均以8.817 9 h·a~(-1)速度显著减少,平均气温以0.035 7℃·a~(-1)速度极显著上升,降水量平均以2.337 6 mm·a~(-1)的速度呈不显著的减少趋势。小叶杨花芽开放期以0.407 d·a~(-1)速度极显著提前,展叶期和开花期较常年变化不显著,叶全变色期和落叶末期分别以0.730、0.626 d·a~(-1)速度极显著推迟,生长季以1.033 d·a~(-1)速度呈极显著延长趋势。平均气温是影响小叶杨各个物候期变化的主要因子,分别与花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期均呈显著负相关关系,而与叶全变色期、落叶末期均呈显著正相关关系。日照时间与叶全变色期呈显著负相关关系。降水量对小叶杨物候期变化影响不显著。     

气候变暖对临汾合欢物候期的影响

为揭示气候变暖对黄土高原城市典型木本植物物候的影响,以临汾合欢为研究对象,采用线性回归、小波分析、相关分析等方法,分析探讨气温、积温等气候因子对临汾合欢各物候期的影响。结果表明,由于气候变暖,临汾年平均气温呈上升趋势,1983—2021年上升了2.9℃;年降水量存在6年和15年2个周期。临汾合欢春季物候期提前,秋季物候期变化趋势不明显,生长季延长。气温和积温对合欢展叶始期和开花始期表现为极显著相关,对果实成熟期表现为显著相关。叶变色始期、落叶末期对气象条件反应不敏感,主要受果实成熟期的出现日期影响。     

贵阳市木本植物春季物候对昼夜温度响应的差异

为了探究贵阳市木本植物春季物候对昼夜（最高及最低）温度响应的差异，增进对亚热带植物物候对气候变化响应机制的理解，本研究采用相关分析、线性回归及t检验等方法，对贵阳市40余种木本植物展叶始期和始花期对最高气温、最低气温响应的相关时段及敏感度进行了分析。结果表明：贵阳市木本植物的展叶始期和始花期对最低气温响应的敏感度分别为-7.41 d/℃和-7.32 d/℃，显著高于对最高气温的敏感度（-4.06 d/℃和-4.45 d/℃），即温度上升1℃的情况下，最低气温使春季物候提前的天数平均比最高气温多3 d左右；始花期与其对最低温度的敏感度成显著负相关，说明始花期较早的植物对最低温度的敏感度较高；展叶始期和始花期对最低气温响应的相关时段平均值分别为73 d和86 d，均显著长于最高气温的47 d和64 d。     

河北省气候变化特征及其对物候的影响

基于河北省气候和物候资料,利用统计学方法研究了1961~2006年河北省气候变化特征及其对物候的影响。结果表明,46a中河北省气候发生了明显的变化,其主要特点是气温显著上升,降水量略有下降,日照时数显著减少;气候变化引起物候期的变化明显,木本、草本植物春季物候提前,秋季物候呈推迟趋势,生长季呈延长趋势;土壤表面始冻期推迟,解冻期提前,封冻期缩短。     

青海贵南自然物侯对气候变化的响应研究

利用统计和突变分析方法,对贵南地区1978—2018年气候和4种植物物候(1992—2018年)的趋势变化特征进行了分析,探讨了植物关键物候期与温度、降水的相关性以及对温度变化的响应趋势。结果表明,贵南地区温度、降水、日照时数的年际变化与气候变化基本相一致,温度呈上升趋势,降水呈增加趋势,日照时数呈下降趋势。物候期变化受当地气象条件及地理环境等因素的综合影响,温度、降水、日照是影响植物生长发育状况的重要气象因子。草本植物展叶盛期推迟明显,开花盛期趋势倾向率的变化幅度比展叶盛期要小一些,果实或种子完全成熟期变化趋势差异较大,黄枯普遍期一致提前;木本植物春季展叶盛期、落叶始期推迟的趋势不明显;果实或种子成熟期提前的趋势不明显。贵南地区年平均温度在1996年后开始逐步上升,突变发生在1994—1996年,植物全物候期突变点都发生在温度突变以后。植物物候对气候变化响应比较敏感,掌握当地气候和物候变化规律及可能产生的影响,对农业生产、生态环境监测、治理有一定的参考价值。     

近39年民勤荒漠区气温变化对乔木植物物候的影响

利用甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站1975—2013年气象资料,与当地乔木沙枣、二白杨、胡杨、小枣、家杏、桑树6种乔木物候观测资料,通过5年时间段统计物候发生日的偏离程度,统计春季物候年度展叶期、开花期变化趋势,分析物候变化对气温变化的响应关系。结果表明,近39年研究区春季平均气温以0.053℃/a的速度升高,荒漠植物的多种物候期出现同步性的提前;39年春季物候提前了7.6~12.1 d,即气温每提升1.0℃,可导致春季物候期提早2.1~5.8 d,秋季落叶期平均推迟3.8 d。     

气候条件对家燕物候期变化的影响

利用桂林市迁徙过境家燕的物候期及同期地面气象资料,分析了家燕物候期的变化规律及其对气候变化的响应。结果表明,家燕始见期稳定,绝见期显著推迟,始、绝见间隔期明显延长;影响家燕始见期的主要气象条件为1月平均最高气温,影响其绝见期的主要气象条件为6月份降水量和5月份日照时数,影响其始、绝见间隔期的主要气象条件为6月份降水量;1月份平均最高气温升高可使家燕始见期提前,6月份降水量增多、5月份日照时数增加可使家燕绝见期推迟。     

极端气温变化对湘西北物候的影响

为掌握极端气温对物候的影响,提升精细化气象服务能力,利用湘西北2000—2018年气候资料和同期青蛙、家燕以及桃树、梓树、核桃树物候资料,运用趋势分析、显著性检验等方法研究极端气温变化特征及对物候的影响,分析极端气温与物候现象的相关性。结果表明,湘西北极端最高气温在空间上呈中部高、两边低的空间分布趋势,极端最低气温的地域差值分布不明显,极端最高、最低气温在年际变化趋势上均不明显。湘西北动物各个物候期受极端最高气温影响明显,始鸣(见)期和绝鸣(见)期既有提前,又有推迟,始鸣(见)期以呈提前趋势为主,绝鸣(见)期以呈推迟趋势为主;动物物候期与其发生时和发生前1~4个月的极端最高气温相关较显著。植物物候与极端最高气温的相关性较显著,与极端最低气温的相关性不太明显;植物叶芽开放、展叶、开花、落叶末期与极端最高气温以负相关为主。可见极端最高气温是影响湘西北动、植物的关键气象因子,动物活动期、植物的开花对极端最高气温均较敏感。     

基于植被指数、叶绿素荧光和碳通量的华北山地人工林物候对比研究

  目的  物候指植被生长发育的节律性变化，是对气候和环境变化长期适应的结果。本文通过研究植被指数（NDVI、EVI）和日光诱导叶绿素荧光（SIF）与总初级生产力（GPP）之间关系，探究各指数在研究区反映植被动态变化的能力，为深入了解人工林对气候变化的响应提供参考。  方法  利用Timesat 3.3软件对2007—2011年MODIS NDVI、EVI、GOME-2 SIF、通量塔GPP数据分别进行滤波。采用双逻辑斯蒂方程对4种指数时间序列进行拟合并根据曲线最大变化速率提取生长季开始期（SOS）和生长季结束期（EOS）。利用相关性分析、均方根误差分析研究NDVI、EVI、SIF反映植被动态特征的能力。  结果  （1）2007—2011年MODIS NDVI、EVI、GOME-2 SIF、通量塔GPP这4种时间序列曲线变化特征基本一致，NDVI、EVI、SIF月均值均与GPP月均值呈现显著正相关关系。（2）GPP月均值与NDVI、EVI之间决定系数R2在春季、秋季均大于SIF。然而，在夏季GPP月均值与NDVI呈现显著相关性，与EVI和SIF并无明显线性关系。（3）NDVI、EVI、SIF与GPP提取物候参数的均方根误差结果显示:利用EVI提取物候参数结果与GPP最为接近，其次为NDVI，最后为SIF。  结论  在本研究区内，MODIS NDVI、EVI能够更好地反映植被动态变化特征。由于NDVI、EVI数据是依据植被冠层结构光谱特性和叶片反射率提取的物候信息，因此会导致植被指数（NDVI、EVI）提取物候期比GPP提取物候开始期提前和物候结束期滞后。利用SIF数据提取物候参数SOS和EOS均提前于GPP数据提取物候参数S0S和EOS。SIF数据由于像元覆盖面积与通量塔GPP数据不完全吻合影响了GPP与SIF之间的相关关系。      

物候观测技术研究

利用宁夏中卫市沙坡头区1981～2011年的木本、草本和气象水文观测资料,运用统计学方法对该地区物候观测资料进行了统计分析。结果表明,31年来中卫市沙坡头区的物候期随着气候的变暖,春季萌芽期提前3～4 d,秋季荣枯期推迟3～4 d,植物生长季延长6～8 d,同时也对一些观测技术进行探讨,总结了一些气象水文现象的气候指标和物候观测的注意事项。     

基于积温的文冠果开花物候期预测模型的构建

目的建立不同地区及不同类型的文冠果物候模型，为文冠果的经营活动和旅游管理提供理论依据。方法以北京市大东流苗圃文冠果3个遗传类型:白花类型及“金冠霞帔”“匀冠锦霞”两个文冠果新品种为研究对象，于2017年进行了花期表型调查与物候的观测，结合全国文冠果主要分布区的8个省份15个地点白花文冠果初花期、盛花期、末花期的观测数据，应用中国气象数据网上共享气象数据，对花性状与3个开花物候期进行了时间和空间尺度上的分析。结果（1）3个不同花色遗传类型开花先后顺序为白花类型、“金冠霞帔”“匀冠锦霞”，物候期差异显著或极显著，花序生长随0、3、5、7、10 ℃积温的变化与Logistic生长模型拟合结果较好；花朵数随时间和积温的变化与二次多项式模型拟合较好；（2）各个地区之间同一积温指数各物候期所需积温相差不大，不同积温指数所需积温有显著性差异；不同积温指数和不同物候时期都对物候所需积温影响差异极显著，两个因素交互作用影响差异极显著；（3）5 ℃积温指数（即温暖指数）与物候期日序具有高度相关性，可用于花期预测；（4）白花类型文冠果3个物候期5 ℃积温的日序与经纬度、海拔呈极显著的多元线性回归关系，各观测地点日序的回归模拟值与观测值单因素方差分析证实该回归模型可用于花期预测；（5）用克里金插值法，采用上述预测模型，绘制白花文冠果3个开花物候期的时空分布图。结论基于5 ℃积温指数（即温暖指数）建立的积温模型可用于文冠果花期预测。      

中国东部暖温带刺槐花期空间格局的模拟与预测

模拟刺槐开花日期与气温之间的空间关系,对于揭示蜜源植物物候空间格局形成的生态机制和掌握养蜂生产的时宜,具有重要的科学意义.利用中国东部暖温带26个站点1986-2005年的刺槐开花始期、盛期和末期数据,建立了基于日均温的多年平均和逐年物候空间模型,模拟多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局,并对模型进行了空间外推检验.进而,将1986-2005年8 km×8 km分辨率的日均温格点数据代人多年平均和逐年物候空间模型,得到连续地理空间多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局,并尝试设计了研究区内转地放蜂的适宜路线.结果表明:中国东部暖温带1986-2005年多年平均及逐年最佳期间日均温的空间格局分别控制着多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局.各地多年平均刺槐开花日期的空间序列与最佳期间日均温的空间序列呈显著负相关(P＜0.001),多年平均气温—物候空间模型对刺槐开花始期、盛期和末期的方差解释量分别为87％、86％和77％,模拟的均方根误差(RMSE)分别为2.5、2.7d和4.1d.同样,各地逐年刺槐开花日期的空间序列与最佳期间日均温的空间序列均呈显著负相关(P＜0.05),逐年气温-物候空间模型对刺槐开花始期、盛期和末期的方差解释量分别介于44％-94％、57％-92％和39％-84％之间,模拟的平均RMSE分别为3.9、4.0d和5.4d.预测得到的连续地理空间多年平均刺槐开花日期呈现出自南向北、从平原向丘陵和山地逐渐推迟的空间演进特征.据此,中国东部暖温带地区转地放蜂可以沿西线、中线和东线进行,放蜂的大致持续时间可达40-50 d.此外,预测得到的连续地理空间1986-2005年期间刺槐开花始期、盛期和末期的线性趋势以提前为主,呈显著提前的面积分别占总面积的78％、26％和32％.     

辽宁西北部霜冻特征变化及致灾风险强度研究

霜冻事件是与农业相关的最严重的极端事件之一。研究霜冻的变化趋势和强度变化有利于提高人们对霜冻的认识,对农业结构调整有一定的参考价值。利用朝阳、阜新地区1951—2020年气象资料和农作物苗期、果树开花及成熟期物候资料,应用气候诊断分析方法,分析霜冻发生时间和频率等,研究辽宁西北部霜冻致灾风险强度。结果表明：5月1日之后的春季霜冻致灾强度>80%,终霜冻致灾风险强度平均为41.6%,重度致灾(70%<ST≤100%)概率为20.0%;因终霜日期以-0.438 d/10 a倾向率提前,春霜冻致灾风险强度线性下降9.4个百分点,而2001—2020年春季霜冻致灾风险强度平均下降5.2个百分点。9月15日之前的秋季霜冻致灾强度>80%,初霜冻致灾风险强度平均为27.7%,重度致灾(70%<ST≤100%)概率为5.7%;因初霜日期以1.734 d/10 a倾向率明显后推,致灾风险强度线性下降34.0个百分点,而2001—2020年秋季霜冻致灾风险强度平均下降24.9个百分点。年度霜冻致灾风险强度线性下降25.6个百分点;2001—2020年下降17.1个百分点。结果说明受气候变暖的影响,辽宁西北地区年度霜冻致灾风险强度总体在减弱,而终霜日提前趋势不稳定,调整作物播种期需谨慎。1991—2020年初霜冻致灾风险强度下降明显,因此,秋季热量资源存在开发利用空间。     

A variable thermal time of the double ridge to flag leaf emergence phase improves the predictive quality of a CERES-Wheat type phenology model

A modified version of the widely used CERES-Wheat phenology model (CWm) was developed introducing variable thermal time from double ridge stage to flag leaf emergence and compared with the original model (CW V3.x). Both model versions were newly implemented and calibrated using routinely collected field ratings of phenological stages of winter wheat crops. Calibration for all parameters of both model versions was done using a step by step procedure thereby using different methods for parameter identification. For calibration and validation of the model a data set containing more than 6000 single observations of wheat phenology was used. The improved model version had a better prediction of phenological (BBCH) stages compared to the original CW approach for an independent validation data set. The average RMSE for BBCH 37 and BBCH 39 was decreased by two and five days, respectively. We could show that it was possible to calibrate the wheat phenology models using solely routinely available field ratings. Because the predictive quality for wheat phenology of actual wheat crop growth simulators without calibration especially often is still limited the presented approach may be seen as an approach for improving this type of models without especially designed experiments.