郝宏飞，朱海棠，辜永强，杨育林

（1.巴楚县气象局，新疆喀什 843800；2.哈密地区气象局，新疆哈密 839000）

气温对巴楚县乔木物候的影响

郝宏飞1，朱海棠2，辜永强1，杨育林1

（1.巴楚县气象局，新疆喀什 843800；2.哈密地区气象局，新疆哈密 839000）

利用新疆巴楚气象站1987—2013年物候资料和气象资料，运用线性回归、t检验、相关分析等方法，分析了巴楚县气温和乔木物候期的变化特征，以及气温对植物物候期的影响。结果表明：近27 a巴楚县乔木春季展叶始期表现出明显提前趋势，秋季叶变色始期表现出推迟趋势，生长季明显延长；3月气温对展叶始期的影响最显著，巴楚县3月气温每上升1℃，乔木展叶始期提前2.6 d。

气候变化；乔木；物候；巴楚

物候是生物节律与环境条件的综合反映[1]，物候记录不仅反映了当时当地的气候和环境状态，而且还是对过去一段时间气象条件的积累对生物的综合影响[2]，温度是植物物候变化的主要影响因子[3-6]，随着全球气候变暖，许多物候现象发生了明显的变化，在欧洲、北美等地，植物春季物候期出现不同程度的提前[7-8]，我国的一些学者对近几十年植物物候变化进行了大量研究，仲舒颖[9]等通过分析近40 a中国东部木本植物秋季叶全变色期变化，得出最低温度每升高或降低1℃，植物叶全变色期平均推迟或提前约3 d。高祺[10]等对河北省木本植物物候变化及其对气候变暖的响应进行了分析，结果表明，随着气温的升高，木本植物春季物候出现明显提前趋势，秋季物候出现推迟趋势，植物生长季明显延长。近年来，一些学者曾就新疆部分区域物候进行过一定研究，张山清[11]等分析了气温变化对吐鲁番地区木本植物春季物候的影响，发现对各物候影响最明显的关键时段为物候出现前1—8旬的温度条件，关键时段的平均气温每升高1℃，可导致春季物候期提早1.3～3.1 d。徐腊梅[12]等分析了乌兰乌苏的物候变化规律及其对气候变化的响应，表明木本植物生育期明显延长，与4—10月平均气温趋势一致。以上研究均面向单站点或区域性研究，新疆地域类型复杂,各地气候差异明显，不同植物种类在不同地区对气候变化的响应可能是不同的[13]，为此，本文拟以巴楚国家基本气象站乔木物候数据资料，分析气候变暖背景下，近27 a巴楚县乔木物候变化及其对气候增暖的响应，掌握巴楚县植物物候的变化规律，旨在为当地保护生态环境、未来物候预测，引进新物种等提供科学参考。

1 资料来源及分析方法

1.1 资料来源

物候资料和气象资料均来源于巴楚国家基本气象站。依据物候观测年代长、连续性好、代表性强的原则，选取该站1987—2013年共27 a的4种主要乔木观测资料进行分析。4种植物分别是新疆杨（Populus bolleana Lauche）、榆树（Ulmus pumila）、沙枣（EaeagnysQxycarpaschlecht）、杏（Prunus armeniaca）。所研究的物候期为展叶始期和叶变色始期。本文采用Schnell[14]的定义，将树木展叶始期与叶变色始期称为树木物候生长季节。

1.2 研究方法

采用线性回归方法分析逐年、各季的平均气温及植物物候期的趋势变化特征；通过计算植物物候与不同时段平均温度的相关系数，判断气温对植物物候期影响显著敏感时段，进而拟合出显著敏感时段温度变化对植物物候的影响程度。

2 结果与分析

2.1 气温变化特征

2.1.1 年平均气温变化

由图1可以看出，1987—2013年巴楚县年平均气温总体呈变暖趋势，线性变暖速率为0.211℃/10 a（p=0.093 3），27 a来已上升了0.6℃。气温距平曲线变化以1997年为分界点，1997年以前气温距平以负值为主，1996年为近27 a最低值，1997年后气温距平大多为正值，且期间出现两次峰值，分别为2004、2007年，表明21世纪以后升温趋势较为显著。

2.1.2 季平均气温变化

由图2可以看出，1987—2013年巴楚县气温变化存在明显的季节性差异。春、夏、秋季气温均呈上升趋势，线性上升趋势分别为0.734℃/10 a（p= 0.001 3）、0.211℃/10a（p=0.182 6）、0.996℃/10 a（p= 0.000 3），其中春、秋季气温上升趋势显著，27 a来春、夏、秋三季已分别上升了2.0℃、0.6℃、2.7℃；冬季气温以0.373℃/10 a（p=0.182 9)的速率呈不显著下降趋势，27 a来已下降了1.0℃。由此可见，巴楚县年平均气温升高主要是春、秋季气温显著升高所致。

2.2 乔木物候期

2.2.1 乔木物候期基本特征

表1为巴楚县近30 a乔木物候期统计表，由表中可知，乔木春季物候集中在3—4月，秋季物候期集中在10月。展叶始期最早为榆树（3月28日），最晚为杏（4月8日），各乔木展叶始期最早日和最晚日相差19～21 d；叶变色始期最早为杏（10月7日），最晚为沙枣（10月24日），各乔木叶变色始期最早日和最晚日相差9～19 d。

由变异系数可以看出，巴楚县乔木物候期变异系数整体较小，为0.001～0.06，属弱变异性。这表明巴楚县乔木物候期稳定，年际差异相对较小。

2.2.2 乔木物候期变化

由图3可以看出，1987—2013年巴楚县乔木春季物候表现出明显提前趋势，秋季物候表现出推迟趋势。展叶始期提前速率为0.302～0.476 d/a，平均为0.377 d/a；叶变色始期推迟速率为0.044～0.252 d/a，平均为0.165 d/a（表2），由此可见，就平均而言，近27a巴楚县春季物候已逐渐提前了10 d左右，秋季物候推迟了4 d左右。因而，生长季明显延长，主要是春季物候提前显著所致。

2.3 气温变化对乔木物候的影响2.3.1植物物候与不同时段平均气温的相关分析

大量的研究表明，植物物候的早晚波动主要取决于物候出现前的气温条件[3-6]，巴楚县所选物种的展叶始期主要集中在3月底—4月上旬，叶变色始期集中在10月中、下旬。因此，分别计算了4种植物展叶始期、叶变色始期与对应平均物候期前不同时段平均气温的相关系数，本文将相关关系最显著的时段称之为显著敏感时段，即植物物候期对这一时段的平均气温最敏感，物候期的提前或推迟主要取决于这一时段平均气温的高低。

表3显示，巴楚县乔木展叶始期与1—4月各月气温均呈负相关，其中，与3月均温相关系数最显著，相关系数达到-0.62～-0.89（P<0.01），随着距展叶期时间提前量的增加，1月、2月均温与展叶始期的相关系数较小。这说明植物的展叶期对春季温度响应的显著敏感时段主要集中在3月，即植物展叶期的早晚波动主要受这一时段的平均温度产生响应的结果，展叶期随3月温度升高而提前，反之推迟。秋季叶变色始期与其前期的9月、10月平均温度呈现一定的正相关关系，但相关系数较小（P>0.05）。可知，随温度的不断升高，春季物候对气温变化的反应更为显著，这与徐雨晴等的研究结果一致[15]。

2.3.2 显著敏感时段温度变化对乔木物候的影响

进一步将展叶期与其显著敏感时段的平均温度进行线性回归统计分析，由表4可知，显著敏感时段的平均气温每升高1℃，乔木春季展叶始期平均提早2.6 d。线性趋势分析表明，近27 a巴楚县3月平均气温以0.090℃/a（P=0.020 2）的速率呈显著变暖趋势，27 a来已升高了2.4℃。可见，这是导致巴楚县27 a来乔木展叶始期提前10 d左右的主要因素。

2.3.3 年、季平均气温变化对植物物候的影响

表5为近27 a巴楚县新疆杨、榆树、沙枣、杏4种乔木的春季展叶始期和秋季叶变色始期与同期年、季平均气温的相关关系。可以看出，展叶始期与春季气温的相关性最好，相关系数为-0.55～-0.83（P<0.01），表明春季平均气温升高，展叶期提前。展叶始期与年均温相关性也较好（P<0.05），与冬季气温的相关系数较小（P>0.05）；叶变色始期与秋季均温除杏外，其它乔木均相关显著（P<0.05），与年均温、夏季均温相关系数大多不显著。因此，就年、季尺度来说，木本植物的春季展叶始期对温度变化的敏感性依然显著高于叶变色始期，这与前面的研究结果一致。

由展叶始期与春季均温、叶变色始期与秋季均温的线性回归统计分析可知，春季气温每升高1℃，乔木春季展叶始期平均提早4.0 d，秋季气温每升高1℃，乔木秋季叶变色始期平均推迟1.0 d。

3 结论

（1）1987—2013年巴楚县年平均气温为变暖趋势，线性变暖速率为0.161℃/10 a，低于全国气温平均上升趋势（0.22℃/10 a）[16]。春、夏、秋季气温均呈上升趋势，冬季气温呈不显著下降趋势，其中春、秋季升温显著，是巴楚县年平均气温升高主要拉动因素。

（2）近27 a巴楚县乔木展叶始期呈提前趋势，叶初变色始期呈推迟趋势，树木物候生长季延长。

（3）巴楚县乔木的展叶期对春季温度响应的显著敏感时段主要集中在3月，3月平均气温每升高1℃，乔木春季展叶始期平均提早2.6 d；叶初变色期随温度上升大多呈推迟趋势，但对气温变化的反应没有春季物候对气温变化的反应显著。

（4）巴楚县乔木展叶始期与春季均温相关性也较好，二者均为显著负相关关系，春季平均气温每升高1℃，乔木春季展叶始期平均提早4.0 d，秋季气温每升高1℃，乔木秋季叶变色始期平均推迟1.0 d。就年、季尺度而言，乔木的春季展叶始期对温度变化的敏感性依然显著高于叶变色始期。

本研究主要从对乔木物候期影响最显著的气温方面进行分析，结果显示巴楚县乔木秋季物候期稳定，对温度变化的敏感性不高，在与对应物候期前不同时段气温的相关分析中，没有表现出一致性的规律性，如榆树和沙枣的叶变色始期随夏季气温升高物候期提前，而新疆杨和杏却呈反相变化，夏季气温升高秋季物候却推后。这可能与植物叶变色期的早晚除了受气温变化影响外，同时还受其自身生物学特性及其它多种气候因子综合影响有关，今后应加强对植物种间差异及综合因子交互影响的分析。

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Effects of Temperature on Phenology of Woody Plants in Bachu County

HAO Hongfei1，ZHU Haitang2，GU Yongqiang1，YANG Yulin1

（1.Bachu Meteorological Bureau，Kashi 843800；2.Hami Meteorological Bureau，Hami 839000）

The Change characteristics of temperature and phenology of woody plants and effects of temperature on phenology of woody plants in Bachu county were analyzed using the methods of linear regression,T-test and correlation analysis according to the phenological and meteorological data during the period from 1987 to 2013 from Bachu county,Xinjiang.The results showed that,in the past 27 years,the beginning of spring leaf expansion of woody plants appeared advanced trends, and the beginning of autumn leaf color change appeared prolonged trends,and the whole growing season significantly prolonged,and the temperature in March had the most impacts on the beginning of spring leaf expansion.For every 1℃increase of temperature in March,the beginning of spring leaf expansion advanced by 2.6 d.

climatic change；woody plants；phenology；Bachu

S162.5

B

1002-0799（2015）04-0062-05

郝宏飞，朱海棠，辜永强，等.气温对巴楚县乔木物候的影响[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（4）：62-66.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.04.010

2014-09-09；

2014-11-02

科技部、财政部公益性行业科研专项“农田水分利用效率对气候变化的响应与适应技术”（GYHY201106029-09）、国家重大科学研究计划“973”项目（2012CB956204-2）资助。

郝宏飞（1978-），女，工程师，主要从事农业气象测报工作。E-mail：448766726@qq.com