1981-2020年淮河源植物物候变化及其对PDO的响应.pdf

摘要

工业革命以来，化石燃料的大量燃烧，加剧了地球“温室效应”，导致全球环

境发生明显变化。植物物候既是全球环境变化的敏感“指示器”，也可指示季节变

化及生态系统对环境变化的响应与适应，因而被视为“大自然的语言”和全球变

化的“诊断指纹”，在全球气候变化研究领域中占据着重要的地位。

论文利用1981—2020年淮河源区11个气象站逐日气温、降水、日照、地面0

cm温度数据，和同期2个农业气象站10种典型植物物候数据以及太平洋年代际振

荡（PDO）指数资料，综合运用相关分析、线性回归、逐步回归、M-K突变检验、

滑动t检验和Morlet小波分析等方法，在定量计算研究区典型植物物候的气候敏感

时段及敏感度的基础上，插补了缺失的物候序列，分析了淮河源区典型植物物候

变化特征及其对PDO的响应。研究成果不仅有助于揭示淮河源地区气候和物候变

化规律，还可为预测淮河源地区气候变化对生态系统的影响提供科学依据和参考

基础。

论文主要结论如下：

（1）1981—2020年淮河源区气候变化总体呈不显著“暖干化”和显著“暗化”

趋势。年平均气温和地面0cm温度均呈显著增加趋势，均具有显著的28a和22a

振荡周期，前者于1996年发生突变，后者未检测出突变信号；年降水量呈不显著

减少趋势，25a、18a和6a的周期信号显著；年日照时数呈显著减少趋势，于2001

年发生突变，检测出28a、22a和9a振荡周期。气温、降水、日照时数和地面0

cm温度变化均存在显著的季节差异。

（2）1981—2020年淮河源区典型植物展叶始期受气温、降水、日照和地温影

响的敏感时段分别为物候期前43d、17d、27d和40d，气温对展叶始期的敏感度

最大（-3.14d/℃），地温和降水次之（0.86d/℃和-0.056d/mm），日照时数最小

（0.004d/h）；落叶末期（全枯黄期）受气温、降水、日照时数和地温影响的敏感

时段分别为物候期前43d、39d、59d和51d，地面0cm温度对落叶末期（全枯黄

期）的敏感度最大（1.17d/℃），气温和日照时数次之（0.63d/℃和-0.24d/h），降

水最小（0.12d/mm）。植物物候对气候的敏感时段和敏感度均存在物种差异。

（3）1981—2020年淮河源区植物多年平均展叶始期呈提前趋势，落叶末期

（全枯黄期）呈推迟趋势，存在物种差异。典型植物平均展叶始期主要发生在1月

中旬—4月下旬之间，70%物种的展叶始期呈提前趋势；平均落叶末期（全枯黄期）

主要发生在9月上旬—次年1月中旬之间，60%的植物落叶末期（全枯黄期）呈现

推迟趋势。展叶始期和落叶末期存在突变，且均具有明显的28a和12~14a振荡周

期。

（4）PDO呈暖相位期（1981—1997年），淮河源典型植物展叶始期和落叶末

期总体呈正距平，64.29％的物候期呈提前趋势；PDO呈冷相位期（1998—2020

年），淮河源典型植物展叶始期和落叶末期总体呈负距平，70％的植物物候期呈推

迟趋势，且存在物种差异。

关键词：植物物候；展叶始期；落叶末期；气候变化；太平洋年代际振荡

（PDO）；淮河源地区

Abstract

SincetheIndustrialRevolution,themassiveburningoffossilfuelshasexacerbated

theEarthsgreenhouseeffect,leadingtosignificantchangesintheglobalenvironment.

Phenology,thestudyofthetimingofseasonaleventsinplantsandanimals,actsasa

sensitiveindicatorofglobalenvironmentalchanges.Italsoindicatesseasonalvariations

andecosystemresponses