北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系.pdf

第 ４２ 卷第 ２４ 期 生 态 学 报 Ｖｏｌ.４２ꎬＮｏ.２４ ２０２２年１２月 ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｄｅｃ.ꎬ２０２２ ＤＯＩ:１０.５８４６/ ｓｔｘｂ２０２１１０１５２９１３ 高新月ꎬ戴君虎ꎬ陶泽兴.北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系.生态学报ꎬ２０２２ꎬ４２(２４):１０２５３￣１０２６３. ＧａｏＸＹꎬＤａｉＪ ＨꎬＴａｏＺＸ.Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ ｓｐｒｉｎｇｐｈｅｎｏｌｏｇｉｃａｌｔｒａｉｔｓａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｏｏｄｙｐｌａｎｔｓｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ.ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ ２０２２ꎬ４２(２４):１０２５３￣１０２６３. 北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系 １ꎬ２ １ꎬ２ꎬ３ １ꎬ∗ 高新月 ꎬ戴君虎 ꎬ陶泽兴 １ 中国科学院地理科学与资源研究所ꎬ陆地表层格局与模拟重点实验室ꎬ北京　 １００１０１ ２ 中国科学院大学ꎬ北京　 １０００４９ ３ 中国￣巴基斯坦地球科学研究中心ꎬ中国科学院￣巴基斯坦高等教育委员会ꎬ伊斯兰堡　 ４５３２０ꎬ巴基斯坦 摘要:植物物候是植物生活史中的重要性状ꎬ也是指示气候与自然环境变化的重要指标ꎬ现已成为全球变化领域的研究热点之 一ꎮ 传统物候研究多假设物候由气候因素决定ꎬ如气温、降水、光照等ꎬ并主要从植物物候的年际变化角度探讨了气候因素对物 候特征的影响ꎮ 然而ꎬ不同物种的物候存在较大差异表明植物物候还与自身生物学特性(如系统发育和功能性状)有关ꎬ但植 物生物学特性如何影响植物物候仍缺乏深入研究ꎮ 基于北京地区４４种木本植物１９６５—２０１８年的展叶始期和开花始期观测资 料ꎬ以展叶始期和开花始期的３类物候特征(平均物候期、物候对温度的响应敏感度和物候期的积温需求)为例ꎬ探究植物物候 特征与系统发育和功能性状的关系ꎮ 首先ꎬ利用系统发育信号Ｂｌｏｍｂｅｒｇ′ｓ Ｋ和进化模型检验植物物候特征是否具有系统发育 保守性ꎬ并通过系统发育信号表征曲线直观表达植物物候特征的进化模式ꎻ之后ꎬ利用广义估计方程分析植物生活型、传粉型与 物候特征的关系ꎬ以揭示不同植物的资源利用方式及生存策略的差异ꎮ 研究发现:(１)除展叶始期的温度敏感度外ꎬ其余物候 特征的进化均受随机遗传漂变和自然选择力的共同作用ꎬ可推断物候特征具有系统发育保守性ꎬ即亲缘关系越近的物种物候特 征越相似ꎮ (２)开花始期的系统发育信号强度比展叶始期更大ꎬ表明繁殖物候的系统发育可能比生长物候更保守ꎮ (３)植物展 叶始期及其积温需求与生活型密切相关ꎮ 灌木比乔木的展叶时间早、积温需求少ꎮ 植物开花始期与传粉型相关ꎬ风媒植物开花 显著早于虫媒植物ꎮ 研究成果有助于深入理解物候变化的生物学机制ꎬ对于丰富物候学的理论研究有重要意义ꎬ同时对植物保 护也具有重要的指导价值ꎮ 关键词:展叶始期ꎻ开花始期ꎻ系统发育ꎻ功能性状ꎻ北京 Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｐｒｉｎｇ ｐｈｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒａｉｔｓ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｏｏｄｙ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ １ꎬ２ １ꎬ２ꎬ３ １ꎬ∗ ＧＡＯ Ｘｉｎｙｕｅ ꎬＤＡＩ Ｊｕｎｈｕ ꎬＴＡＯＺｅｘｉｎｇ １Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｌａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ＲｅｓｅａｒｃｈꎬＣｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１ꎬＣｈｉｎａ ２ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ ｏｆ ＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ １０００４９ꎬＣｈｉｎａ ３ Ｃｈｉｎａ￣Ｐａｋｉｓｔａｎ Ｊｏｉｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｎ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ￣Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｐａｋｉｓｔａｎꎬ Ｉｓｌａｍａｂａｄꎬ ４５