木本植物物候期对小尺度气温变化响应的初探——以河套平原中东部地区为例

摘要

随着内蒙古河套平原地区城市化进程的加速，近年来城市植物物候现象的变化愈发明显。目前，关于河套平原中东部地区植被物候对小尺度气温变化的响应相关研究开展较少。本研究在位于河套平原中东部的呼和浩特市（敕勒川公园、内蒙古大学、北郊、树木园和乌素图）、包头市和乌拉特前旗共设置7个固定观测点并选取新疆杨(Populus bolleana)、加拿大杨(P.canadensis)、青杨(P.cathayana)、小叶杨(P.simonii)、旱柳（Salix matsudana）、垂柳(S.babylonica)作为观测树种，进行物候观测和温度传感器实时温度记录，同时结合中国物候观测网呼和浩特站点历年物候观测和气象数据，通过气温与植物物候数据的统计分析，探讨小尺度气温变化以及由城市化建设过程中体现出的城市局部温度的改变对植物物候的影响，并得出以下主要结论:
　　1.通过ibutton传感器获得7个观测点的温度数据显示，2014年度≥10℃的活动积温变化趋势表现为:包头(4419℃)＞乌拉山(3948℃)＞北郊(3777℃)＞敕勒川(3620℃)＞内大(3585℃)＞树木园(3518℃)＞乌素图(3351℃);夏季7月平均温度显示:包头与乌拉山观测点显著高于呼和浩特各观测点，呼和浩特观测点中的北郊显著高于其它4个观测点;冬季及早春2-3月各观测点的月平均温度间没有显著性差异;北郊的全年温度变化幅度较大，冬季温度较低，夏季温度高于呼和浩特其他观测点。
　　2.柳属植物的垂柳与旱柳以及杨属植物的加拿大杨、新疆杨和小叶杨其各物候期表现出较好的一致性。选择时间连续性好且为固定观测植物的相同物候期的历史观测数据进行相关性分析，其结果均为极显著相关，如:垂柳与旱柳(r=0.989，p=0.000)，加拿大杨和新疆杨(r=0.997，p=0.000)，加拿大杨与小叶杨(r=0.996，p=0.000)，新疆杨与小叶杨(r=0.994，p=0.000)。
　　3.小尺度范围内不同观测点木本植物物候期表现出的差异性体现了物候对城市热岛效应的响应。春季木本植物物候期的芽开放期呼和浩特市各观测点中北郊显著晚于内大、敕勒川和树木园(p＜0.05);对于秋季木本植物的开始落叶期，乌素图、树木园显著早于北郊、内大、敕勒川(p＜0.05)。
　　4.气温对植物的春季和秋季物候期的影响较突出，且对不同植物的不同物候期的影响过程也不相同。春季温度越高，物候特征出现越早:杨属植物的芽开放期与该物候现象发生之前的12月和1月的月均温、开花始期与冬季最低日均温、11月至3月上旬的月均温显著负相关。开始展叶期与物候现象发生之前的11月-3月均温及冬季最低日均温极显著负相关;柳属植物仅开始展叶期表现出了与该物候期发生前的11月至2月的月均温显著负相关;杨属植物秋季物候期与夏秋季温度显著正相关，表明温度越高，秋季物候特征出现越晚;柳属植物开始落叶期表现出与9月下旬、前一年10月下旬至2月下旬平均温度都显著正相关，表明上一年秋末的温度对下一年秋季物候期有一定的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 物候学概念

1．1．2 城市热岛效应带来的生态问题

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外植物物候研究历史及现状

1．2．2 国内植物物候研究历史及现状

1．3 影响植物物候期的因子

1．4 植物物候对近年来气候变化的响应

1．5 研究目的及意义

第二章 研究资料和方法

2．1 研究区概况

2．1．1 河套平原中东部地区概况

2．1．2 观测点分布概况

2．2 资料来源

2．3 物候观测及数据整理

2．3．1 物候数据研究方法

2．3．2 温度数据研究方法

2．3．3 数据处理

第三章 研究结果与分析

3．1 各观测点小尺度气温变化特征

3．1．1 各观测点平均温度分析

3．1．2 各观测点活动积温、负积温特征分析

3．2 不同尺度杨属及柳属植物物候现象变化特征的比较分析

3．2．1 杨属、柳属植物物候年际变化特征

3．2．2 杨属、柳属植物物候对小尺度气温变化的响应

3．3 小尺度植物物候期与温度的相关性分析

3．3．1 春季植物物候期与温度的关系

3．3．2 秋季植物物候期与温度的关系

第四章 结论与讨论

4．1 结论

4．2 讨论

4．2．1 小尺度区域气温情况

4．2．2 树木物候期对小尺度气温变化的响应

4．3 存在问题与展望

4．3．1 研究中发现的问题

4．3．2 未来与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录