全球變暖背景下廣西物候變化的特征分析 專業(yè)：氣象學(xué) 學(xué)位申請人：李世忠 導(dǎo)師：李江南 摘要 氣候?qū)Φ厍蛏蟿又参锷鷳B(tài)系統(tǒng)的影響研究受到愈來愈多科學(xué)家的關(guān)注。包括 農(nóng)作物在內(nèi)的生物物候期在氣候變暖背景下的變化是當(dāng)今生態(tài)學(xué)、氣候?qū)W和農(nóng)業(yè) 氣象學(xué)研究的熱點。本文利用1 9 8 1 - 2 0 0 8 年廣西農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)所觀測的物候 資料和氣象資料，分析了氣候變暖背景下廣西物候變化特征，深入研究了氣候變 暖對廣西物候變化的影響，得到了以下幾點主要結(jié)論： l 、廣西楝樹春季物候期與秋季物候期異步。春季物候期出現(xiàn)早的地區(qū)，秋 季物候期出現(xiàn)遲，春季物候期出現(xiàn)遲的地區(qū)，秋季物候期出現(xiàn)早 2 、全球變暖背景下，廣西大部分地區(qū)春季物候期呈提前趨勢，芽開放期、 展葉期、開花始期和開花盛期1 0 年提前0 2 l 天：桂南的天等、平果、都安、 宜州和融安一帶，桂東到桂南，廣西楝樹葉完全變色期和落葉末期呈現(xiàn)提前趨勢， 1 0 年提前0 - - 3 0 天，其它地區(qū)呈推遲趨勢，1 0 年推遲0 - - 4 5 天。 3 、研究表明，開花前2 個月的平均氣溫是影響廣西楝樹花期早晚的關(guān)鍵氣 候因子。1 9 8 1 - 2 0 0 7 年間，南寧、百色1 - 2 月份平均氣溫的升高，導(dǎo)致楝樹花期 1 0 年提前了4 - 5 天，1 9 8 3 - 2 0 0 7 年間，桂林2 - 3 月份平均氣溫的升高引起楝樹 花期1 0 年提前了6 7 天。 4 、廣西早稻出苗、三葉和拔節(jié)期自西南向東北逐漸推遲，而抽穗和成熟期 則自東南向謠北逐漸推遲。緯度每向北增加1 。，早稻發(fā)育期推遲4 - - , 5 天。海 拔高度每上升1 0 0 米，早稻抽穗和成熟期推遲4 , - - , 5 天。廣西晚稻各發(fā)育期自北 向南均逐漸推遲。緯度每向北增加l 。，廣西晚稻各發(fā)育期提前2 - - - 5 天。 5 、全球變暖背景下，廣西大部分地區(qū)早稻各發(fā)育期呈現(xiàn)出提前趨勢，出苗、 三葉、拔節(jié)、抽穗和成熟期1 0 年提前0 一- 1 0 天。廣西絕大部分地區(qū)晚稻發(fā)育期 呈現(xiàn)出推遲趨勢，出苗、三葉、拔節(jié)、抽穗和成熟期1 0 年推遲0 - - - 1 2 天。 6 、南寧生長季期間 1 0 積溫變化傾向率為2 1 9 6 l o a ，桂林生長季期 間 1 0 積溫變化傾向率為3 4 8 9 l o a 。氣候變暖導(dǎo)致南寧和桂林早稻各發(fā)育 期每1 0 年分別提前2 , - - , 9 天和0 - - - - 9 天。氣候變暖導(dǎo)致南寧和桂林晚稻各發(fā)育期 每1 0 年分別推遲1 - - - - 1 2 天和2 - - - - 6 天。 7 、近3 4 年來桂林年平均氣溫呈上升趨勢，其中春季增溫對增暖貢獻最大， 增溫率為0 3 1 4 1 0 a 。3 月平均最高氣溫( k ) 和2 4 月平均氣溫( t 糾) 分別 是影響青蛙和蟋蟀始鳴期的主導(dǎo)氣候生態(tài)因子。3 月份平均最高氣溫( k ) 升高l ，青蛙的始鳴期提前1 0 6 d 。2 4 月平均氣溫( t 糾) 上升l ，蟋蟀的始鳴期 提前約1 5 4 d 。 8 、廣西家燕始見期自西南向東北逐漸推遲，桂西南較早，桂東北較遲，而 家燕絕見期自東南向西北逐漸推遲，桂東南較早，桂西北較遲。 9 、研究表明，桂林家燕始見期穩(wěn)定，絕見期以2 l d 1 0 a 的速率推遲。影響 家燕始見期的主要氣象因子為1 月平均最高氣溫，1 月份平均最高氣溫升高l ， 家燕始見期提前約1 3 d 。6 月份降水量是影響家燕絕見期的主要氣象因子，6 月 份降水量增多l(xiāng) o m m ，家燕絕見期推遲約4 8 d 。 關(guān)鍵詞：氣候變暖；物候期；空間分布：氣溫；傾向率 a n a l y s i so ft h ep h e n o p h a s ec h a n g e su n d e rc l i m a t i c w a r m i n gb a c k g r o u n dmg u a n g x | l i t ll 一 m a j o r ：m e t e o r o l g y n a m e ：l is h i z h o n g s u p e r v i s o r ：l ij i a n g n a n a b s t r a c t t h es t u d yo ft h er e s p o n s eo f p h e n o l o g yt oc l i m a t ec h a n g e si so n eo fh o ti s s u e sa t p r e s e n t b a s e do np h o n o l o g i c a la n dm e t e o r o l o g i c a ld a t af o rt h ep e r i o do f19 81 2 0 0 8 o fo u a n g x im e t e o r o l o g i c a li n f o r m a t i o nc e n t e r , s t a t i s t i cm e t h o d sa n dg e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e mw e 他a p p l i e dt os t u d yt h ev a r i a t i o nc h a r a c t e r so ft h ep h e n o p h a s e u n d e rc l i m a t i cb a c k g r o u n di ng u a n g x i ，a n dt oa n a l y z et h ei n f l u e n c eo fa i rt e m p e r a t u r e o nt h ef l o r e s c e n c eo fc h i n a b e r r y t h em a i nc o n c l u s i o n sw e r ea sf o l l o w s ： 1 i ti sa s y n c h r o n o u sb e t w e e ns p r i n gp h e n o l o g i c a lp h a s ea n da u t u m np h e n o l o g i c 冶l p e 6 0 do fc h i n a b e r r y w h e r et h es p r i n gp h e n o p h a s ea r i s ee a r l y , t h e nt h ea u t u m n p h e n o p h a s el a t e ，a n dv i c ev e r s a i nn o r t h e r ns p h e r e ，l a t i t u d ei r l c r e a s e sio , t h e 鄙l f i n g p h e n o l o g i c a jp e d o dd e l a y s5 - 7d a y s e l e v a t i o nr a i s e s10 0 m ，t h ea m p h e n o l o g i c a l p h a s ea d v a n c e s3 - 5d a y s t h ec h i n a b e r r yf l o r e s c e n c ea p p e a r sa d v a n c e dt r e n d 、 ，i t h7 d a y se a c hd e c a d e 2 t h es e e d i n gp e r i o d , t r e f o i ls t a g ea n d j o i n t i n gs t a g eo fe a r l yr i c ed e l a yg r a d u a l l y f r o ms o u t h w e s tt on o r t h e a s t , t h e nh e a d i n gs t a g ea n dm a t u r a t i o n p e r i o dd e l a yg r a d u a l l y f r o ms o u t h e a s tt on o r t h w e s t t h ee a r l yr i c ed e v e l o p m e n t a lp h a s ep r e s e n t sa d v a n c e d t r e n dw i t h8d a y se a c hd e c a d ei nl a r g ep a r t so fg u a n g x i i nn o r t h e i ns p h e r e ，l a t i t u d e i n c r e a s e slo , t h ee a r l yr i c ed e v e l o p m e n t a lp h a s e sp o s t p o n e4 - 5d a y s e l e v a t i o nr a i s e s 1 1 1 10 0 m ，t h eh e a d i n gs t a g ea n dm a t u r a t i o np e r i o dp o s t p o n e4 - 5d a y s 3 t h ew h o l el a t er i c ed e v e l o p m e n t a lp h a s e sd e l a yg r a d u a l l yf r o mn o r t ht os o u t h t h ee v e r yl a t er i c ed e v e l o p m e n t a lp h a s ee m e r g e sp o s t p o n e dt r e n dw i m8d a y se a c h d e c a d ei nl a r g ep a r t so fg u a n g x i l a t i t u d ei n c r e a s e s1o ，t h el a t er i c ed e v e l o p m e n t a l p h a s e sa d v a n c e2 - 5d a y s 4 t h es t a r t i n gs i g h td a t eo fb a r ns w a l l o wp o s t p o n e sg r a d 砌l yf r o ms o u t h w e s tt o n o r t h e a s t ，a n dh a l t i n gs i g h td a t ed e l a y sg r a d u a l l yf r o ms o u t h e a s tt on o r t h w e s t 5 t h et w om o n t ha i rt e m p e r a t u r eb e f o r ef l o w e r i n go fc h i n a b e r r yi st h ec r u c i a l c l i m a t ef a c t o rw h i c hd e t e r m i n e dt h ef l o r e s c e n c ee a r l yo rl a t e t h ef i n d i n g sr e v e a lt h a t t h e2 - m o n t hm e a na i rt e m p e r a t u r ei sn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t ht h ef l o r e s c e n c eo f c h i n a b e r r y 6 t h ef r o ga n dc r i c k e tp h e n o l o g ya r em a i n l yr e f l e c t e di ng e n e r a l l ya d v a n c ei nt h e s t a r tw a r b l ed a t e ，s t a b l ei nt h eh a l tw a r b l ed a t ea n dn o t a b l yp r o l o n g e di ni n t e r v a ld a t e s t h em e a na n n u a lt e m p e r a t u r eh a sp r e s e n t e da nm a r k e d l yi n c r e a s i n gt r e n di nt h el a s t 3 4y e a r si ny a n s h a n , a n dd o m i n a t e db ys p r i n gw a r m i n g i ti st h ef e b 一a p r m e a n t e m p e r a t u r e ( t 2 4 ) a n dt h em a r c hm e a n - h i g h e s tt e m p e r a t u r e ( t i n ) ，t h ed o m i n a t e d c l i m a t i ce c o n o m i c a lf a c t o r sw h i c hi m p a c tt h ef r o ga n dc r i c k e ts t a r tw a r b l ed a t ea n d i n t e r v a lp h a s e t h ec o n c l u s i o ns h o w st h a tt h ec h a n g eo fa n i m a lp h e n o l o g yi st h e r e s p o n s e so fn a t u r a la n i m a lt oc l i m a t ew a r m i n g 7 t h es w a l l o wp h e n o l o g yi ss t a b l ei nt h es t a r ts i g h td a t e ( s s p ) ，n o t a b l y p r o l o n g e di n t h eh a l t i n gs i g h tp h a s e ( h s p ) a n di n t e r v a ld a t e si ny a n s h a n g t h e m a i nc l i m a t ef a c t o r sw h i c hi n f l u e n c e dh s pa n dd a y sb e t w e e ns s pa n dh s p w e r et h ep r e c i p i t a t i o ni nj u n e t h ei n c r e a s e dm a x i m u ma i rt e m p e r a t u r ei nm o n d a y l e dt oa d v a n c eo ft h es s p , w h i l et h ei n c r e a s e dp r e c i p i t a t i o ni nj u n el e dt op o s t p o n e o f t h eh s e k e y w o r d s ：c l i m a t i c w a n n i n g ；p h o n o l o g i c a lp e r i o d ；s p a t i a l d i s t r i b u t i o n ； a i r t e m p e r a t u r e ；t r e n dr a t e i v 論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨 立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論 文不包含任何其它個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文 的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本 人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名考也喜 日期：0 礎(chǔ)年多月芎日 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 本人完全了解中山大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，h p 學(xué) 校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國家主管部門或其指定機構(gòu)送交論文的電 子版和紙質(zhì)版，有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論 文進入學(xué)校圖書館、院系資料室被查閱，有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入 有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用復(fù)印、縮印或其他方法保存學(xué)位論文 學(xué)位論文作者簽名：協(xié) 日期：沙內(nèi)年占月分 e l 導(dǎo)師簽名：轡多釤 日期：z 口脾 ，i - 移a 夕 日 第一章引言 1 1 物候研究的目的和意義 1 1 1 物候?qū)W的概念 物候是自然環(huán)境中動植物生命活動的季節(jié)現(xiàn)象和在一年中特定時間出現(xiàn)的 某些氣象、水文現(xiàn)象。主要包括兩個方面：l 、自然物候：( 1 ) 植物發(fā)芽、展葉、 開花、果實成熟、葉變色和落葉等；( 2 ) 候鳥、昆蟲以及其它動物的初見、初鳴、 絕見、終鳴、飛來、離去和冬眠等；( 3 ) 氣象水文現(xiàn)象如初霜、終霜、初雪、終 雪、結(jié)冰、消融、雷聲、閃電和虹等。2 、作物物候：即包括農(nóng)作物的播種期、 生長期和收獲期等發(fā)育期。 物候?qū)W是研究自然界植物、動物和氣象、水文、土壤等環(huán)境條件的周 期性變化之間相互關(guān)系的科學(xué)，它的目的是認識自然季節(jié)現(xiàn)象變化的規(guī)律， 以服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究n 1 。物候?qū)W主要通過觀測和記錄一年中植物的 生長榮枯，動物的遷徙繁殖和環(huán)境的變化等，比較其時空分布的差異，探 索動植物發(fā)育和活動過程的周期性規(guī)律及其對周圍環(huán)境條件的依賴關(guān)系， 進而了解氣候的變化規(guī)律及其對動植物的影響。它是介于生物學(xué)和氣象學(xué) 之間的邊緣學(xué)科。環(huán)境對動植物生長和發(fā)育的影響是一個極其復(fù)雜的過程， 但是，用儀器只能記錄當(dāng)時環(huán)境條件的某些個別因素，而物候現(xiàn)象卻是過 去和現(xiàn)在各種環(huán)境因素的綜合反映。因此，物候現(xiàn)象既可以用作環(huán)境因素 影響的指標(biāo)，也可以用來評價環(huán)境因素對動植物影響的總體效果。 中國最早的物候記載見于公元前一千年以前的詩經(jīng)幽風(fēng)七月， 其后的 夏小正、呂氏春秋十二紀、 就有以物候為指標(biāo) 來確定耕種時期的記載，如“杏始華榮，輒耕輕土弱土；望杏花落，復(fù)耕。一 至南末，浙江金華人呂祖謙記載了南宋淳熙七年和八年( 1 1 8 0 、1 1 8 1 ) 金華 的物候，有臘梅、桃、李、梅、杏、紫荊、海棠、蘭、竹、豆蓼、芙蓉、 蓮、菊、蜀葵和萱草等2 4 種植物開花結(jié)果的日期，春鶯初到和秋蟲初鳴的 時間，是世界上最早的實際觀測的物候記錄。明代，李時珍的本草綱目 所載的近2 0 0 0 種藥物中，有著極為豐富的植物物候資料，此書的第四十八、 四十九兩卷記述了布谷鳥和杜鵑的地域分布、鳴聲、音節(jié)和出現(xiàn)時間等， 是鳥類物候的翔實記載。1 9 世紀中葉，太平天國頒發(fā)的 5 初日為起始日 期對各站蚱蟬始鳴期進行模擬和預(yù)報，其效果優(yōu)于平均法嘲。 i o 1 2 4 氣候變化對物候的影響 氣候變化是氣溫、降水、日照等氣候要素隨時間變化的現(xiàn)象。近些年來，對 全球氣候變化以及當(dāng)代氣候的研究，我國科學(xué)家已經(jīng)做了很多工作3 1 3 嘞勰聃3 中國近百年溫度上升了0 5 1 0 1 2 ，這些都是目前全球變暖及其區(qū)域響應(yīng)的 證據(jù)嗍。1 9 世紀后期以來全球平均地面溫度已經(jīng)上升了大約o 6 ，在某些地方， 特別是大陸地區(qū)，增暖程度比全球平均值要大幾倍。根據(jù)北半球的最近研究結(jié)果 表明，2 0 世紀是最暖的世紀，而9 0 年代又是最暖的1 0 年，其中1 9 9 8 年和2 0 0 1 年又是過去1 0 0 0 年中最暖的年份洲。i p c c 第三次評估報告給出近百年全球溫度 平均上升了約0 5 c ，北半球上升趨勢更加明顯，達1 以上。近5 0 年來，隨著 全球變暖，我國北方絕大部分地區(qū)，夏季明顯增長，平均增長5 8 天；冬季變短， 平均縮短5 6 天；春夏明顯提早，秋冬明顯推遲。季節(jié)變化勢必引起作物生長季 和成熟期的變化阱】。 竺可楨在“中國近五千年來氣候變遷的初步研究一中推算了我國近五千年來 氣候變化，根據(jù)古時候候鳥來去的早遲，確定當(dāng)時季節(jié)的早晚，以植物展葉、開 花的早晚確定某歷史時期的冷暖，還根據(jù)柑橘、荔枝、梅樹、竹子的分布和凍害 狀況推算氣候變化鄭景云等嘲根據(jù)中科院物候觀測網(wǎng)絡(luò)中草藥6 個觀測點的物 候資料和氣象資料，分析了近4 0 年我國木本植物物候交化及其對氣候變化的響 應(yīng)，得出結(jié)論：( 1 ) 物候期的提前與推遲對溫度上升與下降的響應(yīng)是非線性的； ( 2 ) 溫度上升使我國的木本植物春季物候期提前。沈陽城市森林主要樹種的春 季物候期，在氣候偏冷階段，春季物候期出現(xiàn)較晚，而在偏暖階段，春季物候期 提前發(fā)生；同時，物候春季開始日期與結(jié)束日期有密切的同步相關(guān)性，并與物候 季節(jié)節(jié)奏的長短呈負相關(guān)；樹木萌動期早晚與冬季和早春氣溫高低呈顯著的負相 關(guān)，冬春季氣溫越高，芽萌動越提前；展葉早晚主要受展葉前的春季氣溫高低的 影響，與冬季氣溫相關(guān)性不顯著嗍。近些年來，我國科技工作者已開展了大量的 氣候變化對物候的影響研究q 5 3 1 。 在中緯度地區(qū)，春季物候期如植物的發(fā)芽、展葉、開花主要依賴于氣溫，在 一年中隨著氣溫升高，春季植物發(fā)育開始提早，在最近的十年中，大量的物候研 究報道了春季物候的提早嘲1 。在北美，春季物候變化的空間分布已經(jīng)被研究 嘲1 釧，這些研究顯示在過去4 0 年里北美東北和西北部春季物候期平均提前了4 5 天。 在歐洲，物候趨勢方面的研究有很多啼力嘲1 。這些研究顯示現(xiàn)在的春季物候比 5 0 年前提前了1 0 - 2 0 天，變化速率在不同地區(qū)和年際之間有差異。在英國關(guān)于站 點尺度上溫度對植物物候期影響的研究已發(fā)表了一些論文嘲瑚1 ，但在區(qū)域尺度 上的研究還很少。 1 3 本文研究內(nèi)容 1 3 1 全球變暖背景下廣西自然物候和農(nóng)作物物候變化的基本特征 本文選取了廣西2 4 個站點的物候資料，研究了廣西楝樹春季和秋季物候期 變化的空間分布特征，研究了廣西早稻、晚稻主要發(fā)育期變化的空間分布特征， 研究了廣西家燕物候期變化的空間分布下特征。 1 3 2 氣候變暖對廣西自然物候和農(nóng)作物發(fā)育期變化的影響 本文主要研究了氣候變暖對楝樹花期的影響，研究了氣候變暖對蟋蟀、蛙和 家燕物候期的影響，研究了氣候變暖對農(nóng)作物物候期的影響。 1 2 第二章研究方法與研究資料 2 1 物候期的觀測方法 物候?qū)W的基本研究方法是平行觀測法，即一方面觀測生物環(huán)境的物理要素 ( 包括氣象要素、田間土壤濕度等) ；另一方面觀測生物物候現(xiàn)象，觀測作物的 發(fā)育期進程，生長狀況，產(chǎn)量形成。主要包括：( 1 ) 建立物候觀測網(wǎng)，便于定點 開展生物物候現(xiàn)象的周年變化觀測；( 2 ) 按照統(tǒng)一的觀測規(guī)范組織物候觀測網(wǎng)對 物候現(xiàn)象進行觀測；( 3 ) 按照統(tǒng)一的觀測規(guī)范平行進行氣象觀測。 物候期觀測主要按照國家氣象局編寫的“農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范一一書進行。 2 1 1 植物物候觀測點的選擇 觀測點的選擇必須符合下列兩項原則： 1 、觀測點要考慮地形、土壤、植被的代表性，不宜選在房前屋后，避免小 氣候的影響。 2 、觀測點要穩(wěn)定，可進行多年連續(xù)觀測，不輕易改動。 觀測點選定后，需將地點、位置( 距觀測場位置、方向、周圍主要建筑物、 林帶、公路的方向和距離) 、拔海高度、地形( 平、山、洼、坡地、坡向等) 、土 壤質(zhì)地、觀測植物栽植年代等做詳細記載并存檔保存。 2 1 2 物候觀測對象的選定 l 、物候觀測對象應(yīng)以當(dāng)?shù)爻Ｒ姡植驾^廣，指示性強，對季節(jié)變化反映明 顯，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系密切，群眾常用的為主，且是露地栽植或野生者，不能選擇 盆栽或溫室栽培植物。 2 、選作觀測對象的木本植物應(yīng)是發(fā)育正常，達到開花結(jié)實三年以上的中齡 樹。鳥類和昆蟲活動范圍較大，不便于固定地點觀測，凡在臺站附近看見或聽見 其叫聲，均應(yīng)按規(guī)定記載。 3 、觀測對象要經(jīng)過物種鑒定。植物要采集帶有葉、花、果實的標(biāo)本，請有 關(guān)科研、院校專家對物種名稱進行嚴格鑒定，取得鑒定證明，歸檔保存。未經(jīng)物 種鑒定的不能作為共同觀測對象。動、植物名稱以中名、學(xué)名記載，不可以別名 或其它俗名記載。 2 1 3 物候觀測時間 物候觀測是一項長期而又經(jīng)常性的工作，觀測員必須經(jīng)常和及時觀測，并持 之以恒。觀測時間根據(jù)季節(jié)和觀測對象靈活掌握。春季和秋季物候現(xiàn)象變化較快 時，應(yīng)隔日進行，動物的物候現(xiàn)象則要隨時注意觀測。 植物物候觀測時間，最好在下午。因為上午未出現(xiàn)的現(xiàn)象，當(dāng)條件具備后往 往在下午出現(xiàn)。 鳥與昆蟲慣于早晨或晚間啼叫，宜在早晨或晚間注意聽其鳴聲。 2 1 4 植物物候期的觀測標(biāo)準 物候觀測是進行物候規(guī)律研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此，必須掌握觀測方法和植 物各物候期的外部形態(tài)特征，才能獲取可靠的物候資料，保證物候研究的質(zhì)量。 ( 1 ) 芽膨大期：是指樹木冬季的休眠芽在春季萌動和長大，是芽萌動的前 期。 ( 2 ) 芽開放期：這是芽萌動的后期。當(dāng)芽中的幼葉剛露出一部分的時候稱 為芽開放期。有鱗片的芽當(dāng)鱗片裂開，芽的上部現(xiàn)出新鮮顏色的尖端或形成新的 苞片而伸長?；睒潆[蔽芽，當(dāng)明顯看見長出綠色葉芽；榆樹形成新的苞片而伸長； 刺槐芽裂開后長出絨毛，顯出綠色；桃、杏的鱗片裂開，玉蘭絨毛狀的鱗片裂開 見到花蕾頂端，既是花芽開放期，也是花蕾出現(xiàn)期。 ( 3 ) 展葉期：植株上頂芽中第一片葉子完全展開時為展葉始期：樹上有半 1 4 樹枝條上的小葉完全平展為展葉盛期。 ( 4 ) 花蕾或花序出現(xiàn)期：芽開放露出花蕾、花序頂端。 ( 5 ) 開花始期：觀測樹上有一朵或同時幾朵花的花瓣開始完全開放即為開 花始期。 ( 6 ) 開花盛期：觀測樹上有一半以上的花蕾都展開花瓣或一半以上的柔荑 花序散發(fā)出花粉，為開花盛期。 ( 7 ) 開花末期：觀測樹上的花瓣( 柔荑花序) 凋謝脫落留有極少數(shù)的花。 ( 8 ) 果實或種子成熟期：當(dāng)觀測樹上有一半的果實或種子變?yōu)槌墒斓念伾?即為果實或種子成熟期。 ( 9 ) 果實或種子脫落期： 始期：松屬種子散布；柏屬果實脫落；楊屬飛絮；榆屬和麻櫟屬果實或種子 脫落，有些莢果成熟后果實裂開。這些現(xiàn)象出現(xiàn)時，記為果實或種子脫落開始期。 末期：觀測樹上果實或種子多已脫落，僅留極少果實或種子。 ( 1 0 ) 葉變色期：葉變色是指正常季節(jié)性變化，葉子開始變色，并且有新變 色的葉子增多。但不能同夏天因干旱、炎熱、病蟲害或其它原因引起的葉變色相 混淆。 葉變色始期：觀測的樹木葉子在秋天第一批開始變色 完全變色期：所有葉子完全變色 ( 1 1 ) 落葉期：落葉指秋冬季的自然脫落，而不是因干旱或病蟲害的危害落 葉。 始期：觀測的樹上秋季開始有脫落變色的葉子。 末期：樹上的葉子幾乎全部脫落。 2 1 5 作物物候觀測地段的選擇和要求 1 、觀測地段必須具有代表性并保持相對穩(wěn)定。代表當(dāng)?shù)匾话愕匦?、地勢?氣候、土壤和產(chǎn)量水平及主要耕作制度。 2 、觀測地段面積一般為l 公頃，不小于0 1 公頃。 3 、地段距林緣、建筑物、道路( 公路和鐵路) 、水塘等應(yīng)在2 0 米以上，遠 離河流、水庫等大型水體，盡量減少小氣候的影響。 4 、將觀測地段按田塊形狀分成相等的4 個區(qū)，作4 個重復(fù)，按順序編號， 各項觀測在4 個區(qū)內(nèi)進行，并繪制地段分區(qū)和各類觀測點的分布示意圖。 2 1 6 稻類作物發(fā)育期標(biāo)準 出苗期：從葉鞘中生出第一片不完全葉。 三葉期：從第二片完全葉的葉鞘中，出現(xiàn)了全部展開的第三片完全葉。 移栽期：移栽的日期。 返青期：移栽后葉色轉(zhuǎn)青，心葉重新展開或出現(xiàn)新葉。 分孽期：葉鞘中露出新生分孽的葉尖，葉尖露出長約0 5 - 1 0 厘米。 拔節(jié)期：莖基部節(jié)開始伸長，形成有顯著莖稈的莖節(jié)為拔節(jié)。拔節(jié)高度距最 高生根節(jié)長度早稻為1 0 厘米，中稻為1 5 厘米，晚稻為2 o 厘米。 孕穗期：劍葉全部露出葉鞘。 抽穗期：穗子頂端從劍葉葉鞘中露出。有的稻穗從葉鞘旁呈彎曲狀鼓足露出。 乳熟期：穗子頂部的子粒達到正常谷粒的大小，穎殼充滿乳漿狀內(nèi)含物，子 粒呈綠色。 成熟期：燦稻稻穗上有8 0 以上，粳稻有9 0 以上的谷粒呈現(xiàn)該品種固有的 顏色。 2 1 7 動物物候期的觀測標(biāo)準 家燕：觀測記錄春季始見及秋季絕見日期。 蚱蟬：記錄始鳴及終鳴的日期。 蟋蟀：記錄始鳴及終鳴的日期。 豆雁：記錄始鳴和終鳴的日期。 蛙：記錄始鳴和終鳴的日期。 2 2 研究資料 1 6 2 2 1 物候資料和氣象資料的來源 本研究所使用的物候資料和氣象資料都來源于廣西區(qū)氣象局檔案館。物候資 料共有2 4 個農(nóng)業(yè)氣象觀測站，觀測年份從1 9 8 1 - 2 0 0 8 年。同時還有2 4 個站點的 同期氣象觀測資料，從1 9 8 1 - 2 0 0 8 年的逐日氣溫、降水、日照等。 2 2 2 所選擇的主要植物和動物的種類 所選擇的主要木本植物有楝樹( m e l i aa z e d a r a c h ) 、木棉( g o s s a m p i n u s m a l a b a r i c a ) 、桃( p r u n u sa r m e n i a c a ) 、棗( z i z y p h u sj u j u b a ) ；主要農(nóng)作物有 早稻、晚稻、玉米、柑桔；主要動物有家燕( h i r u n d or u s t i c ag u t t u r a l i s ) 、 蛙( r a n a n i g r o m a c u l a t a ) 、蚱蟬( c r y p t o t y m p a n a ) 、蟋蟀( g r y l l u l u sc n i n e n s i s ) 、 豆雁( a n s e rf a b a l i ss e r r i r o s t r i s ) 。 2 2 3 所使用的物候期 木本植物：芽膨大期，芽開放期，展葉期( 展葉始期、展葉盛期) ，花蕾或 花序出現(xiàn)期，開花期( 開花始期、開花盛期、開花末期) ，第二次開花期，果實 或種子成熟期，果實或種子脫落期( 始期、末期) ，葉變色期( 葉變色始期、葉 完全變色期) ，落葉期( 落葉始期，落葉末期) 。 水稻：播種期、出苗期、三葉期、移栽期、返青期、分孽期、拔節(jié)期、孕穗 期、抽穗期、乳熟期、成熟期。 動物：始見、絕見、始鳴和終鳴。 2 3 研究方法與技術(shù)路線 2 3 1 廣西主要農(nóng)業(yè)氣象觀測站和物候資料 1 7 廣西農(nóng)業(yè)氣象觀測站始建于上世紀8 0 年代，全區(qū)現(xiàn)有各類農(nóng)業(yè)氣象觀測站 2 4 個，它們的地理分布見圖2 - 1 。各站點的物候觀測資料年代長度如表2 - 1 所示。 圖2 1 廣西農(nóng)業(yè)氣象觀測站地理分布圖 f i g 2 - 1d i s t r i b u t i o no f o b s e r v a t i o n a ls i t e so fa g r i c u l t u r a lm e t e o r o k , g yi ne w g , , i 2 3 2 資料處理方法 1 9 8 0 _ 2 0 0 8 年氣象資料和物候資料來自廣西區(qū)氣象信息中心。農(nóng)業(yè)氣象觀測 站和氣象站雙站合一，同步觀測獲取觀測資料。氣象資料主要選取溫度、降水、 日照等要素進行分析。 物候資料主要將各物候期換算成距1 月1 同的天數(shù)，作為下一步統(tǒng)計分析用。 在桂北地區(qū)動物物候的分析，對物候資料。先計算出青蛙、蟋蟀物候期距平和始 終鳴期間隔期距平。為了能反應(yīng)出氣候變化的情況，在逐月資料基礎(chǔ)上，按季度 統(tǒng)計了春季( 3 5 月) 、夏季( 6 - - 8 月) 、秋季( 9 - - - 1 1 月) 和冬季( 1 2 , - - , 2 月) 平 1 8 均氣溫、雨量資料等。為了突出較長期的變化趨勢，分別對季和年的氣候要素作 5 年滑動平均，序列兩端的5 年滑動平均則通過添加兩個序列的平均值得到。經(jīng)過 以上數(shù)據(jù)的處理，分別得到該站5 年滑動平均各季和年的氣候要素序列。 表2 - 1 廣西各農(nóng)業(yè)氣象觀測站點物候觀測年份表( 表中年份取后兩位) 楝樹早稻 8 6 0 7 8 6 一0 7 8 6 一0 7 晚稻 8 6 8 6 8 6 一 家燕 興安9 2 0 7 桂林8 3 一0 7 柳州8 0 一0 7 來賓9 2 0 7 融安9 2 一0 7 富川9 3 0 7 蒼梧9 2 0 7 蒙山8 0 0 7 欽州8 5 一0 7 合浦9 0 一0 6 靈山8 0 一0 7 南寧8 1 - - 0 7 天等8 1 - - 0 7 扶綏9 2 0 7 百色8 3 0 7 隆林9 2 ，9 4 一0 7 靖西9 2 一0 7 平果9 2 一0 7 貴港9 2 一0 7 玉林9 2 一0 7 桂平9 2 0 7 都安9 2 0 7 河池8 7 0 7 宜州9 2 一0 7 8 6 一0 7 8 6 一0 7 8 9 0 7 8 6 一0 7 9 0 一0 7 8 6 9 2 ， 8 6 0 7 9 0 一0 7 8 6 一0 7 9 0 一0 7 8 7 0 7 8 6 0 7 0 89 l 一0 8 0 88 3 一0 8 0 88 1 一0 8 9 l 一0 8 8 6 一0 8 8 6 0 8 8 9 一0 8 8 6 一0 8 9 0 一0 8 9 4 0 7 8 6 0 8 8 6 0 8 9 0 一0 8 8 6 0 8 9 0 一0 8 8 7 一0 8 8 6 一0 8 8 l 0 8 8 1 8 6 ，8 8 0 8 8 7 一0 8 8 l 一0 8 8 3 ，8 6 ，8 7 ，8 2 ，9 3 ，9 7 一0 8 9 2 0 8 9 2 一0 8 9 2 一0 8 9 5 0 8 8 5 0 8 9 l 0 8 9 2 ，9 3 ，9 6 一0 8 2 3 3 分析軟件和統(tǒng)計分析方法 本研究采用e x c e l 和s u r f e r 統(tǒng)計分析軟件，深入分析木本植物、農(nóng)作物和 動物物候資料并繪制出平均物候期空問分布圖和物候期變化傾向率空間分布圖， 主要分析不同地區(qū)楝樹物候期與氣象要素的變化趨勢以及相互關(guān)系。對桂北地區(qū) 1 9 動物物候的研究，物候和氣候變化總趨勢采用傾向率法，各物候和氣候要素的變 化趨勢采用多項式和一元線性回歸擬合求得，氣候變化階段性分析采用5 年滑動 平均法，各物候期與氣候因子的相關(guān)性采用p e a r s o n 相關(guān)系數(shù)描述，在此基礎(chǔ)上 建立物候期與主要氣候因子的一元線性回歸方程。 第三章廣西物候變化的基本特征 本章將研究廣西區(qū)域木本植物、主要農(nóng)作物和動物物候的基本特征。咀全區(qū) 都有觀測的楝樹作為木本植物研究對象，以早稻、晚稻作為農(nóng)作物物候研究對象， 以家燕作為動物物候研究對象，探討廣西物候的基本特征以及在氣候變暖背景下 廣西物候?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)。 3 1 植物物候變化的基本特征 3 1 1 植物春季物候變化的基本特征 圖3 1 至圖34 分別是楝樹葉芽，t 放期、展葉始期、開花始期和開花盛期的 空間分布圖。 t 0 5l o e1 0 7 1 0 8 帕1 t o l o 帕j e i e 幽3 1r 兩楝樹平均葉芽開放期空間分布閨 砧諱他融蛇帥雒韓飄髓柏船蛇 圖3 - 2 廣西楝樹平均展葉期空間分布圖 溺 諺獬 d q e 圈3 - 3r 西楝樹平均開花始期空間分布圈 拈船礙伯住h啦h醯 1 o d o n o 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 b 葛一曲 一己粵j號一 ；” i 2 3 r “一 一一 一 5 1 0 8 1 0 7 1 0 81 1 1 01 1 1 i o n g i t u d “e ) 圖3 4 廣西楝樹平均開花盛期空間分布腳 1 1 2 耳搬 ，j 蚰 一1 9 4 從圖中可以看出：楝樹葉芽開放期、展葉始期、開花始期和開花盛期的空間分布 十分相似，即在桂南、桂西及桂東南為低值區(qū)，桂東北、桂西南為高值區(qū)，桂中 為過渡區(qū)。 楝樹葉芽開放期桂南、桂西及桂東南三個地區(qū)較早，出現(xiàn)在2 月份，其中欽 州、北海、防城港、合浦、百色最早，在2 月中旬就已出現(xiàn)；桂東北和桂西南兩 個區(qū)域楝樹芽開放較遲，出現(xiàn)在3 月上旬、中旬。若安、桂林、靖西最遲。 桂南、桂西及桂東南這三個地區(qū)樟樹展葉始期較早，出現(xiàn)在2 月下旬，其中 欽州、北海、防城港、臺浦、百色最早，出現(xiàn)在2 月下旬；桂東北和桂西南兩個 區(qū)域楝樹展葉始期較遲，一般在3 月中旬，其中興安、桂林、柳州、靖西、蒙山 最遲。 楝樹開花期掛南、桂西及桂東南三個地區(qū)域較早，開花始期出現(xiàn)在3 月中旬， 其中欽州、北海、防城港、合浦、百色最早；桂東北和桂西南開花始期出現(xiàn)在4 月上旬、中旬，其中桂林、興安、柳州、融安、蒙山出現(xiàn)在4 月中旬。開花盛 期桂南、桂西及桂東南較早，其中又以欽州、北海、防城港、合浦和百色最早， 出現(xiàn)在3 月下旬：桂東北和桂西南開花盛期來得較遲，其中又以中桂林、興安、 柳州、融安、蒙山來得最遲，出現(xiàn)在4 月下旬。 圖3 - 5 至圖3 - 8 是廣西楝樹春季物候期變化傾向率( d 1 0 a ) 空自j 分布圖。 1 0 71 0 81 0 9t 1 0 i o n # t d e 口) 瞄3 - 5 廣兩楝樹葉芽開放期傾向率空間分布削 1 0 51 0 61 0 7l o s1 0 91 1 0 i o n g h z t j “e l 崮3 - 6 廣西楝樹展葉始期傾向率空問分布圖 7 o o ，i 4 d 4 州m 啪卅m 捌 iijt44邶州mmm書m”舶“ 三三啊le e口目 三一l_ff日日目目豳- 圖3 7 。州樟樹開花始期傾向率空間分布圉 閏3 - 8 廣西楝樹開花盛期傾向率空問分布劌 圖中顯示：在氣候變暖的背景下，廣西楝樹春季物候的變化趨勢。 o o。o：，oj44$j日邶巾啦：*m耵 ，o d 4 4 4 4 4邶卅也啪m帕m卅哪 -_l【 _ ： 二_i：一=二h二_一 圖3 - 5 、圖3 - 6 表明廣西大部分地區(qū)楝樹芽開放期、展葉始期變化傾向率為 負值，其中桂北、貴港、南寧為負值中心，傾向率為負說明楝樹芽開放期、展葉 始期呈提前趨勢，興安楝樹芽開放期、展葉期提前最多，1 0 年提前2 l 天。河池、 百色、北海、欽州、防城港和富川楝樹芽開放期變化傾向率為正值，為0 7 7 6 6 d l o a ，表明楝樹芽開放期顯示出推遲趨勢。河池、靖西、北海、欽州、防 城港和富川楝樹展葉始期變化傾向率為正值，變幅0 - - 4 9 4 1 d l o a ，說明楝樹展 葉始期呈現(xiàn)出推遲趨勢。 圖3 7 是廣西楝樹開花始期傾向率空間分布圖，從圖中可看出：全區(qū)除河池、 融安小部區(qū)域傾向率在o 5 6 3 2 d l o a 間，說明楝樹開花始期呈推遲趨勢；其他 地區(qū)傾向率小于0 ，變幅在0 一1 7 0 3 9 d l o a 間，扶綏、貴港、梧州、興安和隆 林為負值中心，說明廣西絕大部分地區(qū)開花始期提前。圖3 - 8 是廣西楝樹開花盛 期傾向率空間分布圖，從圖中可看出：除來賓、河池小部區(qū)域傾向率為o 0 2 3 5 d l o a ，但接近于0 ，其它地區(qū)傾向率均為負值，變幅在0 一1 8 3 4 1 d l o a 間，扶綏、貴港、梧州、興安、隆林和宜州為負值中心，說明廣西絕大部分地區(qū) 開花盛期亦提前。 3 1 2 植物秋季物候變化的基本特征 圖3 9 和圖3 1 0 是廣西楝樹葉完全變色期和落葉末期空間分布圖。從圖3 9 和圖3 1 0 中可以看出，廣西楝樹葉完全變色期和落葉末期空間分布圖十分相似， 桂東北的賀州、桂林、桂北的河池和桂西的靖西葉完全變色期出現(xiàn)較早，廣西其 它地區(qū)相對較遲；桂東北的賀州、桂林、桂北的河池和桂西的靖西落葉末期同樣 較早，廣西其它地區(qū)落葉同樣相對較遲。 圖3 一1 1 和圖3 - 1 2 是廣西楝樹葉完全變色期和落葉末期傾向率空間分布圖。 從圖3 - 1 1 中看出：桂東到桂南，桂中的平果、都安和宜州一帶，傾向率為負值， 變化在0 一2 6 8 9 7 d l o a 間，說明這些地區(qū)楝樹葉完全變色期呈現(xiàn)出提前趨勢； 其它地區(qū)傾向率為正值，其中靖西有正值中心4 4 7 3 5 d l o a ，說明這些地區(qū)楝樹 葉完全變色期呈推遲趨勢，其中靖西平均每年約推遲4 天。 圖3 - 9 廣西楝樹葉完全變色期空間分布瞬 圈3 一1 0 廣西楝樹蒂葉末期空間分布圖 珊粥螄疆啪粥螄|騫啪描啪船m翳啪掰 w 撕m m鼬槲斯翳啦m螄郴拼拋啦 丁-_1j一f一【1 r _ 一 二口u l i l_l_l|=e l j l】jeu目 i o n 口n u o e i e ) 幽3 - 1 1 廣西楝樹葉完全變色期傾向率空間分布圖 蹦3 1 2 廣西棵樹落葉末期傾向率空間分布圈 h”；：004mm“mm；m“l(fā)；m _廠_t_丁_ll_ 從圖3 一1 2 中看出：桂南的天等、平果、都安、直卅i 和融安一帶，桂東到桂 南，楝樹落葉末期傾向率為負值，落葉末期呈提前趨勢，其它地區(qū)楝樹落葉末期 傾向率為正值，落葉末期呈推遲趨勢。 3 1 3 地理條件對植物物候的影響 圖3 一1 3 是廣西楝樹物候期與緯度、經(jīng)度和海拔高度相關(guān)系數(shù)圖，圖3 一1 4 是廣西楝樹春季物候期緯向傾向率圈。圖中表明楝樹春季物候期與緯度、經(jīng)度和 圖3 ，1 3 廣西楝樹物候期與緯度、經(jīng)度和海拔高度相關(guān)系數(shù)幽 瞄3 1 4 廣西楝樹物候期緯向傾向率圈 圖3 1 5j 西楝樹秋季物候期隨海拔高度變化傾向率圖 海