鲁西南木本植物物候期对气候变暖的响应

以鲁西南地区9种木本植物为研究对象,采用统计分析方法研究其物候期对气候变暖的响应规律。结果表明:(1)研究区气温呈上升趋势,尤以冬季升温最显著,在春、秋、冬季及年际水平的气温变化中,平均最低气温的上升趋势明显高于平均气温和平均最高气温。(2)随着气候变暖,木本植物春季物候期普遍提前,秋季物候期推迟,其中旱柳的整个物候期及毛白杨和榆树的春季物候期均呈极显著提前(P0.01),榆树的落叶期和梧桐的叶全变期和落叶末期呈极显著推迟(P0.01)。(3)春季物候期与前1~2个月平均气温及年平均气温呈负相关,秋季物候期主要与其前2旬的平均最低气温呈正相关。9种木本植物中,旱柳对气候变暖的响应最明显,其次是毛白杨和榆树,合欢和梧桐对气候变暖的响应则较迟钝。研究结果可为气候变暖背景下城市绿化及农时预报提供参考。     

黄土高原半干旱区物候变化特征及其对气候变暖的响应

利用黄土高原半干旱区1994-2014年典型植物物候和气温资料,通过相关分析等方法分析典型植物展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期等春季物候期和叶初变期、叶全变期、落叶始期、落叶末期等秋季物候期的变化特征,以揭示黄土高原典型植物物候期对气候变暖的响应规律。结果表明:(1)在展叶期,草本植物历史最早和最晚出现日期相差20~36d,木本植物为20~38d;(2)草本植物春季物候期表现为明显的提前趋势,木本植物物候期的变化趋势差异较大,牡丹、旱柳展叶始期提前趋势明显;草本植物叶变色始期、黄枯始期以及木本植物落叶始期等秋季物候期的推迟趋势明显;(3)研究期内牡丹生长季的变化趋势不明显,其余典型植物生长季均一致表现为显著延长趋势(P0.05);(4)典型植物开花始期对前1月、前第3月(车前草为当月)以及春季(3-5月)气温的响应明显,春季气温每升高1℃,植物开花始期提前5~8d。研究结果表明黄土高原草本植物对气候变暖的响应比木本植物更明显,因此,在黄土高原生态脆弱区,选用对气候变化反应较为迟钝的杏树、榆树等乔木进行地区生态恢复重建较适宜。     

晋南地区不同海拔高度典型木本植物物候特征及其对气候变化的响应

基于1983-2016年临汾市不同海拔高度上3个农业气象观测站(尧都区、隰县、安泽县)的6种典型木本植物物候期和温度的观测资料,统计分析其变化特征及相互影响。结果表明:(1)研究区年及四季气温整体呈上升趋势,尧都区增温幅度最大,春季增温极显著;月平均气温除隰县个别月份略有下降外,大多以增温趋势为主,其中3月增温极显著(P0.01),是年平均气温升高的主要因素。(2)研究区内木本植物物候期最早和最晚平均相差1～2个月,物候期变化呈现较强的区域性特征,尧都区和安泽的木本植物春季物候期提前,秋季物候期推迟,植物生长季延长;隰县木本植物春季物候期推迟,秋季物候期提前,植物生长季呈缩短趋势。(3)木本植物展叶始期对年、春季及展叶前1～2个月的平均气温响应显著,随着气温升高,木本植物展叶始期表现为一致提前趋势;木本植物落叶末期在尧都区和安泽县随着气温的升高表现为明显的推迟趋势,受年、秋季及落叶前1个月的平均气温影响显著,在隰县随气温的升高表现为普遍提前趋势,受年均气温变化影响显著;随着气温升高尧都区和安泽县的木本植物生长季延长,隰县木本植物生长季变化不明显。说明晋南地区不同海拔高度的气温及其变化趋势存在较大差异;各代表站典型木本植物的物候期和生长季对气候变化的响应不同。     

气候变暖对山西南部典型植物物候的影响

选取山西省运城市、临汾市、晋城市和长治县农业气象试验站典型木本和草本植物1982-2004年物候观测资料及各地1970-2004年气温资料,运用距平、线性趋势等方法分析各地气温和植物物候期的变化特征,以及气温对植物物候期的影响。结果表明,(1)春季物候期普遍呈提前趋势,生长季呈延长趋势;木本植物秋季物候期呈推迟趋势,大部分地区草本植物黄枯始期表现为略提前趋势,黄枯末期表现为推迟趋势。(2)随着年平均气温的不断升高,植物春季物候期呈提前趋势;木本植物秋季物候期呈推迟趋势,草本植物黄枯末期大多呈提前趋势。气温每升高1℃,植物展叶始期提前1～18d。     

1998-2008年黑龙江省木本植物物候期变化特征

选用1998-2008年黑龙江省26个农业气象试验站的紫丁香(Syringa oblata)、旱柳(Salix matsudana)、榆树(Ulmus pumila)和小叶杨(Populus simonii)等木本植物物候资料,利用统计方法分析木本植物的演变。结果表明,旱柳进入萌动期-叶芽开放期最早,在3月末-4月末,其余3种植物在4月中旬-5月初进入该期;4种植物在4月下半月-5月中旬进入展叶始期,4月下旬-5月末进入开花始期;旱柳和榆树的果熟期在5月下半月-6月初,小叶杨则在5月末-6月末;4种植物的叶初变色期集中在9月中旬-10月中旬,在9月末-10月末进入落叶始期。4种植物春、秋季物候期均呈推迟趋势,其中紫丁香的展叶期、开花盛期、叶变色期,榆树的开花期、叶变色期和落叶始期以及小叶杨所有秋季物候期均明显推迟(P<0.05)。除少部分站点外,大多站点4种植物的生长季长度没有明显的变化趋势。     

山东地区木本植物春季物候对气候变化的响应

利用山东省境内10个国家级农业气象观测站1981-2009年逐年春季物候序列和同期逐日气象资料,通过一元线性回归、相关分析和突变检验方法,分析了山东地区木本植物春季物候期的趋势变化特征及物候期对气候变化的响应关系。结果表明：（1）1980-2009年山东地区春季气温明显升高,春季水汽压呈增大趋势;（2）山东地区近29a的木本植物春季物候期普遍提前,提前的线性倾向率为0.13～1.11d.a-1;（3）山东地区木本植物春季物候期与其前期活动积温、春季气温和3月份水汽压呈负相关关系,物候前期的活动积温是诱发春季物候现象的重要因子,春季气温升高和3月份水汽压增大是近29a春季物候现象提前的可能原因。     

基于去趋势分析的中国温带旱柳开花始期对气候变暖的响应

为了更准确地揭示植物在物候水平上对气温变化的响应与适应机制,在去气温和物候时间序列趋势的基础上,建立日尺度的气温?物候回归模型,分析中国温带地区40个站点1986-2011年旱柳开花始期对气温变化的响应与适应机理。结果表明：中国温带地区77.5%的站点旱柳开花始期呈提前趋势,相应的敏感时段春季气温则呈上升趋势（0.8±0.5℃·10a-1）。其中,75%的站点物候期或气温时间序列存在显著变化趋势。进行去趋势处理后,17.5%的站点相关性发生变化,去趋势前其相关性较低,去趋势后,表现为显著负相关;模拟的均方根误差（RMSE）从去趋势前的5.5d降至去趋势后的4.9d,说明去趋势方法能提高气温-物候响应关系诊断的精确度。基于去时间序列线性趋势的气温－物候回归模型,得到92.5%的站点旱柳开花期与敏感时段春季气温呈显著负相关关系,即随着气温的升高,旱柳开花期呈提前趋势,其线性响应速率为-2.5±2.1d·℃-1。     

阿拉善荒漠两种典型豆科植物主要物候期对气候变化的响应

基于近40a阿拉善荒漠监测点气候要素和植被物候观测资料,采用线性倾向率、逐步回归等方法,分析该地区1981−2019年气候变化特征以及短脚锦鸡儿、猫头刺两种豆科植物主要物候期时间的演化趋势,探讨阿拉善荒漠豆科植物物候变化的气候驱动因子,旨在为气候变化背景下典型荒漠地区植物物候研究提供科学依据。结果表明：（1）近40a监测点平均气温为8.8℃,并以0.46℃10a−1的趋势显著上升（P＜0.01）;年日照时数平均为3136h,以约98h10a−1的速率显著减少（P＜0.01）;年降水量平均为159.0mm,呈波动增加趋势,降水量变化倾向率为19.08mm10a−1（P＜0.05）;（2）研究区短脚锦鸡儿、猫头刺的返青期、开花期明显提前,黄枯期略有推后,整个生长季呈延长趋势;短脚锦鸡儿、猫头刺多年平均返青期日序分别为898、9010,开花期日序为11610、13116,黄枯期日序为30810、31510;（3）植被物候期与气候因子的相关分析发现,短脚锦鸡儿和猫头刺物候期变化主要受到气温的限制,日照时数对两种植物的返青期略有影响,降水量仅对短脚锦鸡儿黄枯期有一定影响。     

呼和浩特自然历主要物候期和物候季节变化特征及归因

根据内蒙古呼和浩特近32a物候数据并结合气象数据,编制了呼和浩特1983-2014年自然历。通过对比1983-1998年与1999-2014年两个时段的物候变化及其与气候因子的相关性,揭示了1983年以来呼和浩特地区物候季节变化特征及其归因,以期更好地为农业生产和气候、物候研究提供参考。研究发现:与1983-1998年相比,1999-2014年呼和浩特的春季和夏季开始时间普遍提前,秋季和冬季开始时间普遍推迟,其中春季(以垂柳芽膨大期为代表)平均提前7d,夏季(以刺槐盛花期为代表)平均提前4d,秋季(以珍珠梅果实始落期为代表)平均推迟3d,冬季(以榆叶梅叶全变色为代表)平均推迟6d。四季开始物候指标与其前3个月的平均气温、平均日照时数和平均降水量的相关性分析表明:前1个月的平均气温与春季开始物候指标呈显著负相关,与夏季开始物候指标呈极显著负相关,与冬季开始物候期呈显著正相关;前1个月的平均日照时数与秋季开始物候指标呈显著正相关,与冬季开始物候指标呈显著负相关;前1个月的平均降水量与夏季开始物候指标呈显著正相关;前第2月的平均气温与夏季开始物候指标呈显著正相关;前第3月的平均降水量与秋季开始物候指标呈显著负相关。研究表明平均气温的升高成为影响呼和浩特物候期变化的主要原因,平均日照时数和平均降水量也对物候期变化有不同程度的影响。     

河西走廊东部不同类型植物物候对气候变化的响应

基于甘肃省武威市气象局1980-2004年对多年生植物旱柳和中国槐物候期、1981-2008年对一年生植物春小麦和玉米发育期的观测资料,运用线性倾向估计法、膨化相关、SPSS统计软件进行逐步回归和方差分析,建立了关键物候期的气候预测模型。结果表明：（1）在分析期内,多年生木本植物相同物候期最晚与最早出现日期相差达20～38d,一年生草本植物达11～30d,反映出物候期对气象条件年际变化非常敏感。（2）分析期内多年生植物春季多数物候期提前（线性倾向率-2.008～-3.246d/10a,P〈0.05）,秋季物候期推迟（线性倾向率6.631～7.108d/10a,P〈0.01）。一年生植物的春、夏季物候期均有提前的趋势（线性倾向率-1.494～-4.122d/10a,P〈0.05）,秋季物候期推后不显著。（3）从各物候间隔期变化看,多年生植物绿叶期延长速率为1.046～7.738d/10a,营养生长期延长速率为0.877～8.454d/10a,干物质积累期延长速率为4.392～7.738d/10a,秋季生长期延长速率为0.477～3.015 d/10a。一年生植物春季营养生长期缩短速率为2.17～3.41d/10a,秋季生殖生长期延长速率为3.322d/10a。（4）对多年生植物而言,平均气温、平均最低气温、平均最高气温和20cm、80cm、160cm地温是影响春、夏、秋季物候期的主要气象因子,温度越高春季物候期越提前,夏、秋季物候期越推迟。对一年生植物而言,平均气温、平均最低气温、平均最高气温和20cm、80cm、160cm地温也是主要影响因子,气候变暖,春、夏、秋季物候期均提前。     

基于GIS的主要农业气候资源分析--以山东省泰安市泰山区和岱岳区为例

概述了运用地理信息系统(GIS)对具有空间特性的农业气候资源分析的方法和步骤，并应用GIS对空间数据的管理分析功能对泰安市的泰山区和岱岳区年日照时数、平均温度和降水等主要农业气候资源进行了计算，对计算结果作了简要分析。     

基于EOF和小波分析的山东省年降水时空变化特征

为了探究山东省年降水量的时空变化特征,根据山东省29个国家基本、基准地面气象观测站1980—2019年逐月降水资料,通过经验正交分解(EOF)、小波分析等方法对山东省年降水量变化特征进行了分析探讨。结果表明:山东省年降水量介于507.0～1 047.4 mm,大体上由东南向西北递减; 山东省年降水场主要具有2种模态,4种表现类型,分别为全省多雨型,全省少雨型,东南部降水偏多、西北部降水偏少型以及东南部降水偏少、西北部降水偏多型,山东省40 a来降水场表现出4种类型的年份数分别为12,12,2,4 a,4种降水类型分布年份实况验证的准确率达到96.7%; 山东省年降水量存在3～9 a的年际变化周期,以及15～32 a的年代际变化周期,其中主周期为28,18,4,7 a,分别经历了大约2,3,15,8.5个丰—枯转换期。综上,山东省年降水量由东南逐渐向西北递减。年降水场具有2种模态,4种表现类型,且具备多时间尺度周期特征。     

ENSO事件对山东省区域降水量及干旱指数的影响

根据山东省18个气象站点1961-2013年的逐月气温和降水量资料及由此计算的干旱指数SPEI,分析该区气温、降水量和SPEI与同期海温距平（SSTA）指数及ENSO事件的关系。结果表明：（1）近53a来山东省气温呈“降低—升高—降低—升高”的波动增长趋势（0.26℃·10a-1）（P＜0.05）,但与ENSO事件并无显著相关性。（2）山东省年降水量波动较大,并以15.32mm·10a-1的速率呈显著下降趋势（P＜0.05）,且与ENSO事件强度呈显著负相关（P＜0.05）,中、强等级ENSO事件对降水量的影响更明显。ENSO暖事件对降水量的滞后影响表现为减少其后期1～2个月的降水量,冷事件则增加其后期0～4个月的降水量。（3）近53a山东省发生干旱的次数、范围和强度从20世纪80年代显著增加,年SPEI值呈缓慢递减趋势,共发生5次轻旱和9次中旱。干旱站次比呈波动上升趋势,共出现11a全域性干旱、4a区域性干旱、6a部分地区干旱和17a局部地区干旱。（4）ENSO事件强度与干旱强度（SPEI）呈显著负相关（P＜0.05）,而与干旱发生范围呈显著正相关（P＜0.05）。     

气候变化对云南气候生产潜力的影响

利用1961-2009年云南省117个台站年平均气温、降水量资料和Thornthwaite Memorial模型计算分析云南省气候生产潜力(TSPV)的分布及年际变化特征,并模拟了未来气候变化情景下气候生产潜力的变化。结果表明:云南多年平均TSPV值为1439.2g.m-2.a-1,滇西北和滇东北最低,滇西南和滇东南最高;近49a云南全省以及各站的平均TSPV变化的年际变化不显著;云南TSPV利用率较低,实际粮食产量平均只占气候生产潜力的19%。在云南气温明显上升、降水略减少、年际波动大的气候变化趋势背景下,TSPV与降水的相关系数(P0.01)大于气温,说明降水是当地TSPV的主要限制因素;敏感性分析显示,未来如果出现"暖湿型"气候对作物生长最为有利,出现"冷干型"对作物生长最为不利。而趋势分析表明,未来云南易出现"暖干型"气候,这不利于当地的农业生产。     

气温及降水变化对江苏省典型农业区冬小麦、水稻生育期的影响

基于江苏省徐州、昆山、宜兴三地1992-2005年气温、降水资料,以及1992-2004年徐州、昆山两地冬小麦生育期和1993-2005年徐州、宜兴两地水稻生育期数据,分析了气温、降水的变异与冬小麦、水稻生育期的关系。结果表明：1992-2004年,江苏徐州、昆山两地冬小麦全生育期天数随气温上升而逐渐减少,冬小麦全生育期天数与生育期内总降水量的变异无显著相关性。1993-2005年,随着月平均温度升高,徐州、昆山两地冬小麦拔节、孕穗、开花期提前,而乳熟期随此阶段平均温度的升高而推迟。与冬小麦不同,徐州、宜兴两地水稻生育期天数与生育期内平均温度和总降水量无显著相关关系。并且,随着温度升高,徐州、宜兴两地拔节、孕穗、抽穗、乳熟期也无显著变化。这表明水、旱两种作物对气温的变化呈现出明显不同的变异规律,气温的年际间变化对冬小麦生育期的影响相对更大。     

鲁中山区地形对山东区域气候影响的敏感性试验

利用RegCM3模式,采用NOAA的NCEP/DOE再分析资料,进行鲁中山区地形对山东平均气温和降水影响的控制试验和敏感性试验,并将试验结果与山东及其邻近地区的145个地面观测站点的实测气温和降水量进行了对比分析。结果表明：鲁中山区地形作用使鲁南,泰、鲁山南部,泰山西北部以及五莲山东南部地区降水量增加,鲁中西部、北部降水减少;使夏季平均气温在36.5°N以北增加、36.5°N以南降低。     

近50年北京春季物候的变化及其对气候变化的响应

分析了北京近50年春季物候的变化规律及其对气候变化的响应，结果显示：（1）北京各种春季物候的多年变化具有相关性、同步性、顺序性；（2）各种春季物候现象出现的早晚与春季月份的气温波动有高度相关，与生长季的积温和年平均气温的相关系数也较高，这说明用物候做农时预报是有科学根据的；（3）用积分回归法作了气温对春季物候影响的统计分析，结果说明不同时期的气温波动对物候的影响系数是变化的；春温波动的影响系数是正的，而且愈近该物候出现期，其影响系数愈大，可以说该时期是这种物候现象的温度敏感期；冬温的影响系数是负的，说明较冷的冬温有利于打破冬季休眠，其值虽然不大，但它的生态意义不可忽略；（4）近50年来，北京春季物候经历了3个周期的早晚振荡，近十几年来北京春季物候持续偏早，特别是近10年，其偏早天数创历史记录，这与北京近年持续的暖冬相一致。现阶段正处于北京春季物候偏早期的峰区，估计未来10多年春季物候仍持续偏早。     

基于MODIS数据的山东省2014-2016年干旱监测分析

针对近年频发的干旱情况不能准确及时监测评估的问题,以山东省为研究区,基于温度植被干旱指数方法（TVDI）,利用S-G加权滤波对MODIS地表温度产品MOD11A2和植被指数产品MOD13A2数据进行了重建,根据重建后的数据计算2014—2016年山东省的温度植被干旱指数,在比较NDVI-LST与EVI-LST构建的温度植被指数干旱模型（TVDI）的基础上,利用效果更好的EVI-LST构建的TVDI模型反演山东省2014—2016年的干旱情况,最后利用气象站观测数据对TVDI结果进行了相关性分析。研究表明,山东省在2014—2015年全年平均干旱面积占比分别为37.62%,41.7%,2016年基本无旱情发生。气象站观测的降水、温度与TVDI的相关性均在0.32以上,且均通过显著性检验,说明植被覆盖信息和陆地表面温度信息相结合反演的TVDI空间和时间分布能够较好地反映表层土壤水分变化趋势,其作为旱情评价指标是合理的。     

基于MODIS与TM时序插补的省域尺度玉米遥感估产

针对省域尺度作物估产中的TM影像时相不一致和覆盖能力不足的问题,以山东省2008年玉米产量为研究对象,在6景不同玉米物候期的TM影像和长时间序列的MODIS全覆盖影像的支持下,构建基于玉米生长过程的时序插补模型,将不同物候期的TM影像插补为玉米乳熟期的同期数据集,并通过地面实割实测样本数据,建立地面-TM、TM-MODIS的两阶段遥感估产模型,开展省域尺度玉米产量全覆盖遥感估测方法研究。结果表明,基于时序插补的省域尺度玉米遥感估产方法能充分发挥TM和MODIS影像的各自优势,有效地避免TM影像时相不同所造