东北植物物候对气候变化的响应研究

	东北植物物候对气候变化的响应研究
其他题名	Study on the responses of temperate plant phenology to climatic change
	李荣平
学位类型	博士
导师	周广胜
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	东北气候变化物候模型草原植物木本植物作物
摘要	植物物候及其准确模拟不仅有助于增进植被对气候变化响应的理解，而且对准确模拟气候－植被间的物质与能量交换、植被生产力与全球碳收支具有重要意义。目前，关于植物物候的模拟研究主要集中在东北湿润区木本植物的春季物候，且仅涉及气温因子。本论文拟以东北湿润、半湿润和半干旱地区主要木本、草原植物和主要农作物为研究对象，采用回归分析、空间分析和模拟退火等方法，研究近25 年来东北植物的春季物候和秋季物候和主要作物的发育期的变化特征；分析东北木本植物物候的空间变化；阐明东北植物的物候和作物发育期对气温和降水变化的响应；分析和发展东北植物春季物候模型和秋季物候和作物发育期模型，为准确模拟东北植物物候和作物发育期提供参考，并探讨未来气候情景下东北植物的物候变化。主要结果如下： (1) 1980∼2005 年间东北木本植物的展叶初期提前，提前速率为0.23 d•a-1；枯黄初期推后，推后速率为0.19 d•a-1；生长季显著延长，平均延长达0.30d•a-1。1980∼2006 年期间，锡林浩特和鄂温克两个地区羊草和针茅的返青期均明显推后，分别为5.56∼6.93 d•10a-1 和4.67∼8.36 d•10a-1；胡硕地区披碱草和冰草的返青期亦推后，分别为1.44 d•10a-1 和8.09 d•10a-1。东北草原植物的返青期和枯黄期均受气温和降水的影响，其中，降水的影响最大。1980-2008年，东北作物发育期中的生殖期显著延长，玉米、水稻和大豆的生殖发育期分别延长幅度为0.32 d•a-1，0.09 d•a-1 和0.18 d•a-1；出苗时间显著缩短，玉米、水稻和大豆的出苗期分别缩短幅度为0.09 d•a-1，0.04 d•a-1 和0.11 d•a-1。 (2) 东北木本植物展叶初期与2、3、4 月的气温呈显著负相关，其中4 月气温对植物展叶提前的影响最大，展叶平均提前趋势为2.35 d•°C-1；2 月气温的影响最小，平均趋势为1.18 d•°C-1。在半湿润地区，羊草和针茅的返青期主要受气温影响，在半干旱区的牧草返青期主要受返青期前期降水影响。作物发育期主要受气温的影响，其中出苗期和生殖生育期受气温的显著影响，气温升高缩短生殖发育期。 (3) 东北木本植物的展叶期主要受温度的影响，可采用基于温度的物候模型模拟，其中Sequential model 的模拟效果最好，但基于温度的物候模型对草原植物的返青期的模拟效果较差；本研究建立了基于水热驱动的春季物候（木本植物展叶期和草原植物返青期）模型，新模型能够较好地模拟东北植物春季物候。耦合日照时数和负积温模型能够在一定程度上对植物枯黄期进行模拟，在四个发育期模型中，模拟玉米和水稻生育期后期的最优模型为高亮之模型(GM)，而模拟玉米和大豆的生育期前期最优模型为沈国权模型(GM)和积温模型(JM)。 (4) 未来(2000∼2100 年)气候变化情景下，东北植物的展叶期将平均提前20d，木本植物的枯黄期将平均推后13 d，木本植物的生长季平均延长32 d。玉米、水稻和大豆生育期分别平均缩短29、23 和18 d。
页数	119
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11904
专题	植被与环境变化国家重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	李荣平. 东北植物物候对气候变化的响应研究[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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