气候变化对植物物候影响的研究进展
​邓玉洁
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​邓玉洁,. 气候变化对植物物候影响的研究进展[J]. 气候变化研究,2025.2. DOI:10.12721/ccn.2025.157014.
摘要:
植物的物候变化主要受到多种因素的影响,其中气候为主要影响因素之一。通过气候和环境等角度,对植物物候、气候之间变化等关系展开分析,明确国内外此课题研究进展,总结出温度可对植物物候产生决定性影响。本文对于课题研究价值简要分析,并从气温、光照和水分三方面对于影响植物物候的气候变化原因展开分析。
关键词: 气候变化植物物候影响研究
DOI:10.12721/ccn.2025.157014
基金资助:

引言:当前,全球气温上升,导致植物物候发生变化,主要表现植物的生长季节延长,这一特点导致植被结构组成以及大气系统、土壤和植被等之间的水交换、碳交换和热交换等存在变化,对于气候系统造成严重影响,导致气候发生剧烈变化。由于植物物候为植被生产力判断的重要参数之一。因此,对其展开研究,不但能够掌握气候变化对于对植物产生的影响,而且还能有助于建立气候和植被二者能量、物质交换过程模型,对于植被生产力以及全球碳收支等数据的评估有重要影响。

一、研究植物物候变化的价值

植物物候主要指受到气候以及其他环境因素的影响,植物呈现出和以前生长周期相似的自然现象,具体包括植物萌芽、开花、落叶等现象。因此,植物物候主要表现的是植物不断适应季节、环境等变化表现出来的生长与发育规律。和植物物候相关的研究,重点在于分析植物生长及发育和其生存环境二者关联。研究结果能够解释自然环境的季节变化规律,总结植物对于环境变化表现出的适应性。植物的物候规律与特点和气候变化按照之间关系能够预报农时,并对农事活动加以指导,同时,还能明确气候变化和发展趋势,探索病虫害发生规律等。因此,研究植物物候与气候变化关系,对于农业种植的选种、引种等方面具有现实意义[1]

二、植物物候变化相关研究

当前全球温度升高,气候系统出现较大变化,因此,探讨物候、气候二者之间变化为物候学重点研究方向。植物的生长和发育可受到土壤、气候、光照等多个因素影响。不同地区、不同植物的物候期可按照特定顺序出现。因此,物候期的提早或者延后出现,对于后续物候期影响较大,并且每年植物物候期出现可呈现出特定规律。无论是城市地区,还是农村地区,如果植物生长物候期提前,如:当叶片舒展期提前6d,植物秋季变色期可推迟5d,年生长季节可延长11d左右。

国内大部分学者对于物候变化展开相关研究,选取某城市植物园当中20种植物,分析其物候变化,主要表现为春季物候期提前,秋季物候期延后,并且春季物侯对于气候可产生较大影响,大部分的植物在生长期产生的物候变化浮动高于营养生长期。此外,气候发生变化,不但可导致植物物候变化,还会导致全球变暖,生态质量下降,对于植物的分布产生显著影响。

三、气候变化对植物物候影响分析

(一)气温方面

植物生长过程产生的生理活动属于各类生化反应的集合,气温变化可导致植物体内酶的活性产生变化。当气温升高时,可在一定程度上提高酶的活性,推进植物物候发展进程。故此,植物物候和气温有直接关联,在植物生长不同时期,物候期起始时间和气温存在显著相关性。经测试,树木对于环境温度的变化表现得非常敏感。如果春季在气温回升过程,气温出现骤降,就会减缓其物候期进程。城市当中常出现“热岛效应”,因此,对比于自然界中植物,城市当中植物物候可提前7d左右,叶子变色可推迟6d。部分学者认为,植物生长、环境温度二者之间存在的关系相对密切,然而,植物物候期是否提前或者延后,对于温度升降产生的影响属于非线性。

在部分中纬度地区,植物发芽、长叶、开花等物候和气温高低有直接影响。利用卫星数据对于温度对植物物候发生变化产生的影响加以论证,部分植物需要处于特定温度之下,才可发育成长。同时,需要特定积温才可完成生长周期。因此,物候的持续性和植物的活动积温存在显著相关特点。通常情况下,在春季树木开花或者长叶均可受到温度波动的影响。果实成熟和其生长期间存在的积温影响较大,秋季树木落黄叶或者开花的影响因素是气温基于特定界限导致的[2]

季节不同,温度变化也不相同,对于植物物候可产生不同影响。研究表明,如果冬季环境温度偏高,对于植物冬季休眠十分不利,可能导致其花期延后。反之,冬季气温寒冷利于植物休眠。相关学者对于冬季温度升高展开研究,发现部分物种花期出现提前趋势,使用变温、恒温等方法,对桦木进行处理,可以发现,对于其休眠期无明显影响。

因为,气候按照经纬度和海拔度的不同存在规律性变化,使得物候现象也随上述变化产生推移现象。研究表明,华山当中麦草在传粉期,植物此物侯特点和海拔存在紧密关联,当海拔升高200m,可将传粉期期延迟3d左右。黄敬峰等人则认为,当海拔和纬度越高,可导致冬小麦的物候期提前,春季返青的物候期延后。除此之外,若其他因素全部相同,温带地区纬度向北每移动1°,经度每向东移动1°,植物春夏发育可延迟4d左右,此种情况植物在晚夏和秋季发育可提前4d。

因此,可以看出纬度、季节等不同均可导致植物的某种物候现象发生改变,并且在经纬度、海拔等按照特定规律变化时,能够导致植物物候发生延后或者提前。

(二)光照方面

在植物的物候影响因素当中,光照为其中之一。由于绿色植物体内拥有光敏色素,生长过程表现形态和光照影响有较大关联。部分时候,光照可能对植物物候影响高于温度因素。通常情况下,可通过将光照时间缩短,加速植物开花,将其花期提前。同时,还可通过延长光照时间,将植物花期延迟。对于多数的树木来讲,将光照周期缩短,可对于温带植物的芽休眠期进行诱导。

配合日照处理,可通过温度对植物物候期进行调节。研究表明,如果将温度条件改变,并将日照时间延长,可加速植物的花芽开放。当昼间温度20℃,夜间温度10℃,光照时间6h,若每一天将光照时间延长10min,以变温措施处理,可使植物的萌芽期提前10d以上。反之,将日照时间缩短,就可推迟其萌芽期。部分学者认为,早春植物与冬季植物的花期可受到温度影响,早夏植物和晚春植物实际开花可同时受到光照、温度等影响。晚夏植物传播花粉期间受到光照影响较大。

(三)水分方面

水分对于植物的物候期可产生严重影响。如果植物处于干旱环境之下,其生长发育迟缓,可能推迟其发育物候期。同时,干旱期间,即使阳光充足、温度条件合理,这些气候资源也难以被植物所利用。植物处于此环境之下,影响其生长与发育的主要因素即为水分。

在低地势区,雨养作物的物候期和其开花期水分利用有密切关联。调查显示,丘陵地区在干旱时,会导致谷物的花期推迟。部分时候,还可通过干旱处理,将特定植物花期进行提前。同时,灌溉也会对植物的物候期产生特定影响,低地区的植物,合理灌溉措施可使其花期提前7d左右。而北极地区、高山地区等植物生长、开花期等和融雪日期有紧密关联,由于融雪可导致温度、水分等发生变化,对于植物生长和繁殖以及种群动态都可产生影响。

在干旱地区和热带地区,降水量对于植物的开花影响较大。经相关人员研究灌木丛、荆棘林等,可以发现,长期受到干旱因素影响,如果上述地区发生降雨,就会导致植物开花,所以,降雨对于植物物候有同步性影响。除此之外,特定光照的条件之下,如果将空气的湿度进行改变,可导致物候变化。在24h光照环境之下,如果空气的湿度提高,可促使作物开花。光照时间<12h,此时空气湿度的增加,可能将植物开花时间推迟[3]

诸多学者在研究植物物候的影响因素时,总结出温度为主要影响因素,但是温度产生的影响属于非线性。水分对于植物物候影响较大,可能导致气候变暖、降水量的变化增加、极端干旱气候增加等。由于气候因素对于植物物候产生的影响呈现出综合性,如果要将臭氧和二氧化碳含量以及辐射等因素考虑其中,那么植物物候在变化过程的影响因素可能更加复杂。

结束语:总之,植物的物候变化能够表现出气候变化以及环境变化,通过植物候能够反映当地环境生态,属于气候环境在特定时间内变化与积累对于生物产生的综合效应。深度分析物候现象,能够探索出其变化规律,掌握气候变化对于植物物候产生的实际影响,并利用气候、物候二者关系,对其地方气候产生变化加以鉴定,掌握物候变化信息,深度理解气候变化对植被造成影响,制定出适应气候环境变化的保护机制十分重要。

参考文献:

[1]张德露,刘芳,武倩等.气候变化下草原植物物候响应规律研究进展[J].内蒙古林业调查设计,2018,(06):102-104+110.

[2]肖芳,桑婧,王海梅.气候变化对内蒙古鄂温克旗典型草原植物物候的影响[J].生态学报,2020,(8):278-279.

[3]赵彦茜,肖登攀,柏会子等.中国作物物候对气候变化的响应与适应研究进展[J].地理科学进展,2019,(02):74-85.

[4]付永硕,李昕熹,周轩成,耿晓君,郭亚会,张雅茹.全球变化背景下的植物物候模型研究进展与展望[J].中国科学:地球科学,2020,50(09):1206-1218.

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